Восстановление быстро осциллирующей правой части волнового уравнения по частичной асимптотике решения

Автор: Бабич Павел Васильевич, Левенштам Валерий Борисович

Журнал: Владикавказский математический журнал @vmj-ru

Статья в выпуске: 4 т.22, 2020 года.

Бесплатный доступ

В работе исследуется однородная начально-краевая задача для одномерного волнового уравнения с неизвестной быстро осциллирующей по времени правой частью. Последняя представлена произведением двух функций, одна из которых зависит от пространственной переменной, а вторая - от временной и быстрой временной переменных. Рассматриваются четыре различных случая, в двух из которых одна из функций-сомножителей известна, а в двух других - обе функции неизвестны. В каждом случае поставлены и решены обратные задачи о восстановлении неизвестных функций по некоторым сведениям о частичных асимптотиках решений исходной задачи с известными данными. Указанные сведения состоят в основном в задании значений определенных коэффициентов асимптотик в некоторых точках пространства и/или времени. Использование дополнительных условий (условий переопределения) в таком виде говорит о коренном отличии данных постановок обратных задач от классики, где дополнительные условия ставятся на точные решения. Построение асимптотики решения исходной задачи при этом подходе играет роль прямой задачи. Указанный подход к обратным задачам с быстро осциллирующими по времени данными авторы данной статьи развивают несколько последних лет.

Еще

Одномерное волновое уравнение, быстро осциллирующая правая часть, асимптотика решения, обратные задачи о восстановлении правой части

Короткий адрес: https://sciup.org/143172463

IDR: 143172463   |   УДК: 517.955.8   |   DOI: 10.46698/s0301-1959-8380-s

Recovery of rapidly oscillated right-hand side of the wave equation by the partial asymptotics of the solution

The initial-boundary problem for the one-dimensional wave equation with unknown rapidly oscillated right-handside is considered in the paper. The latter is represented as a product of two functions; the first function depends on the spatial variable and the second one depends on time and fast time variables. Four different cases are considered: in two cases one of the factor-functions is known and in two other cases both factor-functions are unknown. In each of these cases, the inverse problems of recovering unknown functions from some information about partial asymptotics of the original problem with known data are posed and solved. This specified information consists, in general, in setting values for certain asymptotics coefficients in some spatial and/or time points. The use of some additional conditions (overdetermination conditions) in this form speaks of a fundamental difference between the above statements of inverse problems and the classics, where additional conditions are imposed on exact solutions. The construction of solutions asymptotics of the original problem with this approach act as direct problem. This approach to inverse problems with rapidly oscillated data in time is developed by the author over the past few years.

Еще

Список литературы Восстановление быстро осциллирующей правой части волнового уравнения по частичной асимптотике решения

  • Babich P. V., Levenshtam V. B. Direct and inverse asymptotic problems high-frequency terms // Asymptotic Analysis. 2016. Vol. 97. P. 329-336.
  • Бабич П. В., Левенштам В. Б., Прика С. П. Восстановление быстро осциллирующего источника в уравнении теплопроводности по асимптотике решения // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2017. Т. 57, № 12. С. 1955-1965. DOI: 10.7868/S0044466917120079
  • Лаврентьев М. М., Резницкая К. Г., Яхно В. Г. Одномерные обратные задачи математической физики. Новосибирск: Наука, 1982. 88 с.
  • Романов В. Г. Обратные задачи математической физики. М.: МГУ, 1984.
  • Денисов А. М. Введение в теорию обратных задач. М.: Наука, 1994.
  • Кабанихин С. И. Обратные и некорректные задачи. Новосибирск: Сиб. науч. изд-во, 2008. 450 с.
  • Денисов А. М. Асимптотика решений обратных задач для гиперболического уравнения с малым параметром при старшей производной // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2013. Т. 53, № 5. С. 744-752.
  • DOI: 10.7868/S0044466913050049
  • Денисов А. М. Задачи определения неизвестного источника в параболическом и гиперболическом уравнениях // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2015. Т. 55, № 5. С. 830-835.
  • DOI: 10.7868/S0044466915050087
  • Камынин В. Л. Обратная задача одновременного определения правой части и коэффициента при младшей производной в параболическом уравнении на плоскости // Диф. уравнения. 2014. Т. 50, № 6. С. 795-806.
  • Бабич П. В., Левенштам В. Б. Восстановление быстро осциллирующего свободного члена в многомерном гиперболическом уравнении // Мат. заметки. 2018. Т. 104, № 4. С. 505-515.
  • DOI: 10.4213/mzm12151
  • Ильин В. А. О разрешимости смешанных задач для гиперболического и параболического уравнений // Успехи мат. наук. 1960. Т. 15, № 2. С. 97-154.
Еще