О кратных нулях одной целой функции, важной для теории обратных задач

Автор: Алмохамед М., Тихонов И.В., Шерстюков В.Б.

Журнал: Владикавказский математический журнал @vmj-ru

Статья в выпуске: 1 т.27, 2025 года.

Бесплатный доступ

Исследуется характер нулей одной целой функции, возникшей в теории линейных обратных задач для дифференциальных уравнений второго порядка. Функция является трансцендентной, элементарной, нецелого порядка ρ=1/2. Она простым образом зависит от комплексного параметра p. Спрашивается, возможны ли значения p, при которых функция имеет кратные нули? В работе найден полный ответ на поставленный вопрос и показано, что существует счетное множество значений p=pn∈C∖{0}, при каждом из которых изучаемая целая функция помимо бесконечного числа простых нулей имеет в точности один нуль кратности два. Дано описание как самого множества таких значений pn, так и соответствующих кратных нулей. Итоговый результат выражен в терминах корней трансцендентного уравнения shz=z, анализу которого посвящен заключительный раздел работы. Здесь анонсированы новые "неасимптотические" оценки, применимые ко всем корням уравнения в области z≠0 и дающие для этих корней весьма точные зоны локализации. Численные расчеты подтверждают наши аналитические выводы. Имеются полезные связи с теорией распределения нулей целых функций типа Миттаг-Леффлера и с некоторыми спектральными задачами из математической физики.

Еще

Целые функции, гиперболические функции, распределение нулей, кратные нули, трансцендентные уравнения, обратные задачи для дифференциальных уравнений

Короткий адрес: https://sciup.org/143184105

IDR: 143184105   |   УДК: 517.53,   |   DOI: 10.46698/x2987-6171-9353-j

On multiple zeros of one entire function which is of interest for the theory of inverse problems

We consider complex zeros of one entire function from the theory of linear inverse problems for second-order differential equations. This function of order ρ=1/2 is elementary, transcendental, and depends in a simple way on a complex parameter p∈C∖{0}. It is required to find out whether there are values of p for which the function has multiple zeros. The question posed has been fully answered. It is shown that there exists a countable set of values p=pn, for each of which the entire function has not only an infinite number of simple zeros, but also one zero of multiplicity two. A description is given of both the set of such values pn and the corresponding multiple zeros. Our main result is expressed in terms of roots of the transcendental equation shz=z, the analysis of which is the subject of the final section of the paper. Here we announce new non-asymptotic estimates, applicable to all roots of the equation in the domain z≠0 and giving very precise localization for them. Numerical calculations confirm our analytical conclusions. There are useful connections with the theory of Mittag-Leffler functions and some spectral problems from mathematical physics.

Еще