Обобщенное решение смешанной задачи для линейного интегро-дифференциального уравнения с псевдопараболическим оператором высокой степени
Автор: Юлдашев Турсун Камалдинович
Журнал: Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu
Рубрика: Математика и механика
Статья в выпуске: 4 (47), 2018 года.
Бесплатный доступ
Рассматриваются вопросы обобщенной разрешимости смешанной задачи для линейного интегро-дифференциального уравнения с псевдопараболическим оператором произвольной натуральной степени и вырожденным ядром. Применяется метод вырожденного ядра, разработанный для интегрального уравнения Фредгольма второго рода. Получена система из счетных систем алгебраических уравнений. Вычислены нули главной матрицы этой счетной системы. Определены регулярные значения спектрального параметра вырожденного ядра при интегральном члене рассматриваемого уравнения. Сведена поставленная задача к счетной системе линейных интегральных уравнений, разрешимость которой доказана методом сжимающих отображений.
Смешанная задача, линейное интегро-дифференциальное уравнение, вырожденное ядро, спектральный параметр, слабо обобщенное решение
Короткий адрес: https://sciup.org/149129845
IDR: 149129845 | УДК: 517.968 | DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2018.4.3
Generalized solution of mixed value problem for a linear integro-differential equation with pseudoparabolic operator of higher power
Mathematical modeling of many processes occurring in the real world leads to the study of initial and boundary value problems for equations of mathematical physics. Mixed value 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. We propose a method of studying the one-value generalized solvability of the mixed value problem for a linear higher-order pseudoparabolic type of integro-differential equation with degenerate kernel. Integro-differential equations of such type model many natural phenomena and appear in many fields of sciences. For this reason, this type of equations was given a great importance in the works of many researchers. In this article in rectangular domain D we consider the questions of solvability and constructing the generalized solution of mixed value problem for a linear integro-differential equation with pseudoparabolic operator of higher power and degenerate kernel T nU t x K t s U s x d s t U t x 0 (, ) (, ) (, ) ( ) (, ) (1) with initial U t x x j n t U t x x j t j j (, ) t ( ), 1 (, ) 0 ( ), 2, 1 0 1 (2) and Benar-type boundary value conditions 2(2 1) 0 2(2 1) (, ) 0 (, ) 0... nm (, ) x nm x x x x U t x x U t x U t x (, ) (, )... (, ) 0, 2(2 1) 2(2 1) nm x l nm x l x x x l U t x x U t x U t x (3) where f (x,u)С (Dl R), ( ) 4 1 , l mn j x C D j (x) x0 j ''(x) x0... ( ) ( ) ''( )... (4 2) ( ) 0, 0 (4 2) x l nm x j x l j x l j nm j x x x x j 1,n, k i K t s ai t bi s 1 (, ) ( ) ( ), ( ), ( ) ( T ), n ai t bi s C D ( ) ( T ), t C n D 0 is small parameter, is real spectral parameter, D DT Dl, DT 0,T , Dl 0,l , 0 l , 0 T , n and m are fixed natural numbers and ( 1). 4 4 4 4 1 2 2 1 n m m m m m m n m x x t x t t Here we suppose that the functions ai(t) and bi(s) are linear independent. We use the method of Fourier series based on separation of variables. Application of this method of separation of variables can improve the quality of formulation of the considering mixed value problem and facilitates the processing procedure. With the introduction of the notation we obtained the system of countable system of algebraic equations. From the condition of non-degenerate of Fredholm determinant we calculate the regular values of parameter . Solving this algebraic system for these regular values of parameter we can reduce consideration of the mixed value problem to the countable system of linear integral equation, one-value solvability of which is proved by the method of successive approximation. The criterion of one-value solvability of the considered problem is established. Under this criterion we prove the theorems of one-valued generalized solvability of the mixed value problems. Every estimate was obtained by the aid of the Hölder inequality and Minkovski inequality. This paper advances the theory of partial integro-differential equations with degenerate kernel.
Список литературы Обобщенное решение смешанной задачи для линейного интегро-дифференциального уравнения с псевдопараболическим оператором высокой степени
- Алгазин, С. Д. Флаттер пластин и оболочек / С. Д. Алгазин, И. А. Кийко. - М.: Наука, 2006. - 248 с.
- Александров, В. М. Задачи механики сплошных сред со смешанными граничными условиями / В. М. Александров, Е. В. Коваленко. - М.: Наука, 1986. - 336 с.
- Ильин, В. А. О разрешимости смешанных задач для гиперболического и параболического уравнений / В. А. Ильин // УМН. - 1960. - Т. 15, вып. 2 (92). - С. 97-154.
- Похожаев, С. И. О разрешимости квазилинейных эллиптических уравнений произвольного порядка / С. И. Похожаев // Мат. сборник. - 1982. - Т. 117, № 2. - С. 251-265.
- Похожаев, С. И. О разрешимости некоторых квазилинейных эллиптических уравнений высокого порядка / С. И. Похожаев // Дифференциальные уравнения. - 1982. - Т. 18, № 1. - С. 100-109.
- Скрыпник, И. В. Нелинейные эллиптические уравнения высшего порядка / И. В. Скрыпник. - Киев: Наукова думка, 1973. - 219 c.
- Тодоров, Т. Г. О непрерывности ограниченных обобщенных решений квазилинейных эллиптических уравнений высокого порядка / Т. Г. Тодоров // Вестник ЛГУ. - 1975. - Т. 19. - С. 56-63.
- Треногин, В. А. Функциональный анализ / В. А. Треногин. - М.: Наука, 1980. - 495 с.
- Чернятин, В. А. Обоснование метода Фурье в смешанной задаче для уравнений в частных производных / В. А. Чернятин. - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 112 с.
- Юлдашев, Т. К. Нелокальная краевая задача для неоднородного псевдопараболического интегродифференциального уравнения с вырожденным ядром / Т. К. Юлдашев // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1, Математика. Физика. - 2017. - № 1 (38). - С. 42-54.
- Юлдашев, Т. К. Смешанная задача для нелинейного интегро-дифференциального уравнения с параболическим оператором высокой степени / Т. К. Юлдашев // Журнал вычислительной математики и математической физики. - 2012. - Т. 52, № 1. - С. 112-123.
- Юлдашев, Т. К. Смешанная задача для нелинейного уравнения с псевдопараболическим оператором высокой степени / Т. К. Юлдашев // Вестник ВГУ. Серия: Физика. Математика. - 2013. - № 2. - С. 277-295.