О задаче Дирихле для нелокального полигармонического уравнения

Бесплатный доступ

Исследуются условия разрешимости одного класса краевых задач для нелокального полигармонического уравнения в единичном шаре с условиями Дирихле на границе, порожденного некоторой ортогональной матрицей. Исследованы существование и единственность решения поставленной задачи Дирихле и построена функция Грина. Сначала устанавливаются некоторые вспомогательные утверждения: исследуется обратимость матрицы Вандермонда из корней m-й степени из единицы, затем находятся собственные векторы и собственные числа вспомогательной матрицы, порожденной коэффициентами нелокального оператора задачи и, далее, находится обратная матрица к ней. Для доказательства единственности решения поставленной задачи устанавливается коммутативность граничных операторов и нелокального оператора задачи и показывается, что если решение задачи существует, то это решение - полигармоническая функция. Затем находятся условия единственности решения рассматриваемой задачи. Далее, на основании полученных выше вспомогательных утверждений находятся условия существования решения нелокальной задачи. Решение этой задачи выписывается через решения вспомогательных задач Дирихле для полигармонического уравнения в единичном шаре. Наконец, по известной функции Грина задачи Дирихле для полигармонического уравнения в единичном шаре строится функция Грина исходной нелокальной задачи.

Еще

Нелокальный оператор, задача дирихле, полигармоническое уравнение, условия разрешимости, функция грина

Короткий адрес: https://sciup.org/147234126

IDR: 147234126   |   DOI: 10.14529/mmph210206

Список литературы О задаче Дирихле для нелокального полигармонического уравнения

  • Нахушев, А.М. Уравнения математической биологии / А.М. Нахушев. - М.: Высш. шк., 1995. -301 с.
  • Андреев, А.А. Об аналогах классических краевых задач для одного дифференциального уравнения второго порядка с отклоняющимся аргументом / А.А. Андреев // Дифференц. уравнения. - 2004. - Т. 40, № 8. - C. 1126-1128.
  • Ashyralyev, A. Well-posedness of a parabolic equation with involution / A. Ashyralyev, A.M. Sarsenbi // Numerical Functional Analysis and Optimization. - 2017. - Vol. 38, no. 10, pp. 12951304.
  • Ashyralyev, A. Well-posedness of an elliptic equation with involution / A. Ashyralyev, A.M. Sarsenbi // Electronic Journal of Differential Equations. - 2015. - № 284. - С. 1-8.
  • Karachik, V.V. On the solvability of the main boundary value problems for a nonlocal Poisson equation / V.V. Karachik, A.M. Sarsenbi, B.Kh. Turmetov // Turkish Journal of Mathematics. - 2019. -Vol. 43, no. 3. - P. 1604-1625.
  • Kirane, M. Inverse problems for a nonlocal wave equation with an involution perturbation / M. Kirane, N. Al-Salti // Journal of Nonlinear Sciences and Applications. - 2016. - Vol. 9, Iss. 3. -P.1243-1251.
  • Skubachevskii, A.L. Nonclassical boundary value problems. I / A.L. Skubachevskii // Journal of Mathematical Sciences. - 2008. - Vol. 155, Iss. 2. - P. 199-334.
  • Skubachevskii, A.L. Nonclassical boundary-value problems. II / A.L. Skubachevskii // Journal of Mathematical Sciences. - 2010. - Vol. 166, Iss. 4. - P. 377-561.
  • Przeworska-Rolewicz, D. Some boundary value problems with transformed argument / D. Prze-worska-Rolewicz // Commentationes Mathematicae. - 1974. - Vol. 17, no. 2. - P. 451-457.
  • Karachik, V.V. On solvability of some Neumann-type boundary value problems for biharmonic equation / V.V. Karachik, B.Kh. Turmetov // Electronic Journal of Differential Equations. - 2017. -№ 218. - P. 1-17.
  • Sadybekov, M.A. On boundary value problems of the Samarskii-Ionkin type for the Laplace operator in a ball / M.A. Sadybekov, A.A. Dukenbayeva // Complex Variables and Elliptic Equations. -2020. - P. 1-15.
  • Karachik, V.V. On solvability of some nonlocal boundary value problems for biharmonic equation / V.V. Karachik, B.Kh. Turmetov // Mathematica Slovaca. - 2020. - Vol. 70, Iss. 2. - P. 329-342.
  • Karachik, V.V., Turmetov B.Kh. Solvability of one nonlocal Dirichlet problem for the Poisson equation / V.V. Karachik, B.Kh. Turmetov // Novi Sad Journal of Mathematics. - 2020. - Vol. 50, no. 1. - P.67-88.
  • Gazzola, F. Polyharmonic Boundary Value Problems / F. Gazzola, H.-Ch. Grunau, S. Guido. -Berlin: Springer Verlag, 2010. - 423 p.
  • Kalmenov, T.Sh. Green function representation for the Dirichlet problem of the polyharmonic equation in a sphere / T.Sh. Kalmenov, B.D. Koshanov, M.Y. Nemchenko // Complex variables and Elliptic equations. - 2008. - Vol. 53, Iss. 2. - P. 177-183.
  • Карачик, В.В. Полиномиальные решения задачи Дирихле для 3-гармонического уравнения в шаре / В.В. Карачик // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Математика и физика. - 2012. - Т. 5, № 4. - С. 527-546.
Еще
Статья научная