Laplace算子的特征函数系在三个空间中的完备性证明方法

考虑Laplace算子在Dirichlet边界条件下的特征值和特征函数的性质问题,利用变分方法给出了Laplace算子的特征值和特征函数的存在性。运用特征值序列趋向于无穷大,首先证明了特征函数系在空间H_0~1(Ω)中是一组正交完备系,然后利用空间H_0~1(Ω)在空间L^2(Ω)中的稠密性,证明了特征函数系在空间L^2(Ω)中是一组标准正交完备系,最后利用二阶椭圆型偏微分方程解的L^2先验估计结果,给出了特征函数系在空间H^2(Ω)∩H_0~1(Ω)中是一组完备系。对经典知识给予了深刻发掘,并给予严密完善的证明。