Нелинейное интегро-дифференциальное уравнение псевдопараболического типа с нелокальным интегральным условием
Автор: Юлдашев Турсун Камалдинович
Журнал: Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu
Рубрика: Математика
Статья в выпуске: 1 (32), 2016 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрены вопросы однозначной разрешимости нелокальной смешанной задачи для нелинейного интегро-дифференциального уравнения псевдопараболического типа третьего порядка. Использован метод ряда Фурье разделения переменных и получена счетная система нелинейных интегральных уравнений (ССНИУ). Для доказательства теоремы об однозначной разрешимости ССНИУ использован метод последовательных приближений в сочетании его с методом сжимающих отображений. Далее показана сходимость ряда Фурье к искомой функции нелокальной смешанной задачи. Также обоснована гладкость решения поставленной задачи. Данная работа является дальнейшим развитием теории интегро-дифференциальных уравнений в частных производных.
Смешанная задача, интегро-дифференциальное уравнение, уравнение псевдопараболического типа, нелокальное интегральное условие, однозначная разрешимость
Короткий адрес: https://sciup.org/14968813
IDR: 14968813 | УДК: 517. | DOI: 10.15688/jvolsu1.2016.1.2
Nonlinear integro-differential equation of pseudoparabolic type with nonlocal integral condition
The mathematical modeling of many processes occurring in the real world leads to the study of direct and inverse problems for equations of mathematical physics. Direct problems for partial differential and integro-differential equations by virtue of their importance in the application are one of the most important parts of the theory of differential equations. In the case, when the boundary of the flow of physical process is not applicable for measurements, as an additional information can be used on nonlocal conditions in the integral form. We propose a method of studying the one-value solvability of the nonlocal problem for a nonlinear third-order integro-differential equation. Such type of differential equations models many natural phenomena and appears in many fields of sciences. For this reason, a great importance was given to this type of equations in the works of many researchers. We use the Fourier method of separation of variables. The application of this method of separation of variables can improve the quality of formulation of the given problem and facilitate the processing procedure. So in this article the author studies the questions of one-value solvability of nonlocal mixed-value problem for nonlinear pseudoparabolic type of integro-differential equation. By applying the Fourier method of separation of variables, the author obtained the countable system of nonlinear integral equations (CSNIE). The theorem of one-value solvability of CSNIE is proved using the method of successive approximations in combination with the method of compressing mapping. Further the author showed the convergence of Fourier series to unknown function - to the solution of the nonlocal mixed-value problem. It is also checked that the solution of the given is smooth. Every estimate was obtained with the help of the Holder inequality, Minkovski inequality and Bessel-type inequality. This paper advances the theory of nonlinear partial integro-differential equations.
Список литературы Нелинейное интегро-дифференциальное уравнение псевдопараболического типа с нелокальным интегральным условием
- Алгазин, С. Д. Флаттер пластин и оболочек/С. Д. Алгазин, И. А. Кийко. -М.: Наука, 2006. -248 с.
- Андреев, А. А. Характеристическая задача для системы гиперболических дифференциальных уравнений третьего порядка общего вида с некратными характеристиками/А. А. Андреев, Ю. О. Яковлева//Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Физико-математические науки». -2013. -Т. 30, № 1. -С. 31-36.
- Баев, А. Д. О единственности решения математической модели вынужденных колебаний струны с особенностями/А. Д. Баев, С. А. Шабров, Меач Мон//Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Физика. Математика. -2014. -№ 1. -С. 50-55.
- Бештоков, М. Х. Численный метод решения одной нелокальной краевой задачи для уравнения третьего порядка гиперболического типа/М. Х. Бештоков//Журнал вычислительной математики и математической физики. -2014. -Т. 54, № 9. -С. 1497-1514.
- Гордезиани, Д. Г. Решения нелокальных задач для одномерных колебаний среды/Д. Г. Гордезиани, Г. А. Авалишвили//Математическое моделирование. -2000. -Т. 12, № 1. -С. 94-103.
- Замышляева, А. А. Математические модели соболевского типа высокого порядка/А. А. Замышляева//Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование. -2014. -Т. 7, № 2. -С. 5-28.
- Зикиров, О. С. О задаче Дирихле для гиперболических уравнений третьего порядка/О. С. Зикиров//Известия вузов. Математика. -2014. -№ 7. -С. 63-71.
- Сопуев, А. Задачи сопряжения для линейных псевдопараболических уравнений третьего порядка/А. Сопуев, Н. К. Аркабаев//Вестник Томского государственного университета. Математика. Механика. -2013. -Т. 21, № 1. -С. 16-23.
- Турбин, М. В. Исследование начально-краевой задачи для модели движения жидкости Гершель-Балкли/М. В. Турбин//Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Физика. Математика. -2013. -№ 2. -С. 246-257.
- Шабров, С. А. Об одной математической модели малых деформаций стержневой системы с внутренними особенностями/С. А. Шабров//Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Физика. Математика. -2013. -№ 1. -С. 232-250.
- Шхануков, М. X. О некоторых краевых задачах для уравнения третьего порядка, возникающих при моделировании фильтрации жидкости в пористых средах/М. X. Шхануков//Дифференциальные уравнения. -1982. -Т. 18, № 4. -С. 689-699.
- Юлдашев, Т. К. Об одном интегро-дифференциальном уравнении Фредгольма в частных производных третьего порядка/Т. К. Юлдашев//Известия вузов. Математика. -2015. -№ 9. -С. 74-79.
- Юлдашев, Т. К. Об обратной задаче для нелинейных интегро-дифференциальных уравнений высшего порядка/Т. К. Юлдашев//Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Физика. Математика. -2014. -№ 1. -С. 153-163.
- Юлдашев, Т. К. Обратная задача для одного интегро-дифференциального уравнения Фредгольма в частных производных третьего порядка/Т. К. Юлдашев//Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. -2014. -Т. 34, № 1. -С. 56-65.
- Юлдашев, Т. К. Обратная задача для нелинейного интегро-дифференциального уравнения с гиперболическим оператором высокой степени/Т. К. Юлдашев//Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика. -2013. -Т. 5, № 1. -С. 69-75.
- Юлдашев, Т. К. Обратная задача для одного нелинейного интегро-дифференциального уравнения третьего порядка/Т. К. Юлдашев//Вестник Самарского государственного университета. Серия естественно-научная. -2013. -№ 1. -С. 58-66.
- Юлдашев, Т. К. Смешанная задача для нелинейного уравнения с псевдопараболическим оператором высокой степени/Т. К. Юлдашев//Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Физика. Математика. -2013. -№ 2. -С. 237-255.
- Benney, D. J. Interactions of permanent waves of finite amplitude/D. J. Benney, J. C. Luke//Journ. Math. Phys. -1964. -Vol. 43. -P. 309-313.