Classic and generalized solutions of the mixed problem for wave equation with a summable potential. Part I. Classic solution of the mixed problem

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The resolvent approach and the using of the idea of A. N. Krylov on the acceleration of convergence of Fourier series, the properties of a formal solution of a mixed problem for a homogeneous wave equation with a summable potential and a zero initial function are studied. This method makes it possible to obtain deep results on the convergence of a formal series with arbitrary boundary conditions and without overestimating the requirements for the smoothness of the initial data. The different-order boundary conditions considered in the article are such that the operator corresponding to the spectral problem may have an infinite set of multiple eigenvalues and their associated functions. A classical solution is obtained without overstating the requirements for the initial velocity $u'_t(x,0) = \psi(x)$. It is shown that for $\psi(x) \in L[0,1]$ the formal solution, being the uniform limit of the classical ones, is a generalized solution, and when $\psi(x) \in L_p[0,1], ~ 1 < p\leqslant 2$, the formal solution has much smoother properties than the case $\psi(x) \in L[0,1]$.

About the authors

Vitalii Pavlovich Kurdyumov

Saratov State University

Author for correspondence.
Email: email@example.com
ORCID iD: 0000-0001-8534-7692
Russia, 410026, Saratov, Astrahanskaya str., 83

References

  1. Наймарк М. А. Линейные дифференциальные операторы. Москва : Наука, 1969. 528 с.
  2. Хромов А. П. Смешанная задача для однородного волнового уравнения с ненулевой начальной скоростью // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2018. Т. 58, № 9. С. 1583–1596. https://doi.org/10.31857/S004446690002535-9, EDN: YYDVDF
  3. Курдюмов В. П., Хромов А. П., Халова В. А. Смешанная задача для однородного волнового уравнения с ненулевой начальной скоростью с суммируемым потенциалом // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Математика. Механика. Информатика. 2020. Т. 20, вып. 4. С. 444–456. https://doi.org/10.18500/1816-9791-2020-20-4-444-456, EDN: BEUDSC
  4. Бурлуцкая М. Ш., Хромов А. П. Резольвентный подход в методе Фурье // Доклады академии наук. 2014. Т. 458, № 2. С. 138–140. https://doi.org/10.7868/S0869565214260041, EDN: SJQEEN
  5. Хромов А. П. Поведение формального решения смешанной задачи для волнового уравнения // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2019. Т. 56, вып. 2. С. 239–251. https://doi.org/10.7868/S0044466916020149, EDN: VIPLNL
  6. Бурлуцкая М. Ш., Хромов А. П. Смешанная задача для волнового уравнения с суммируемым потенциалом в случае двух точечных условий разных порядков // Дифференциальные уравнения. 2017. Т. 53, № 4. С. 505–517. https://doi.org/10.1134/S0374064117040082, EDN: YIODUP
  7. Carleson L. On convergence and growth of partial sums of Fourier series // Acta Mathematica. 1966. Vol. 116, iss. 1. P. 135–157. https://doi.org/10.1007/BF02392815
  8. Hunt R. On the convergence of Fourier series // Orthogonal Expansious and Their Continuous Analogues: Proceedings of the Conference Held at Southern Illinois University, Edwardsville, April 27–29, 1967. Carbondale, JL : Southern Illinois University Press, 1968. P. 235–255.
  9. Ильин В. А. О существовании приведенной системы собственных и присоединенных функций у несамосопряженного обыкновенного дифференциального оператора // Труды Математического института им. В. А. Стеклова АН СССР. 1976. Т. 142. С. 148–155.
  10. Гуревич А. П., Курдюмов В. П., Хромов А. П. Обоснование метода Фурье в смешанной задаче для волнового уравнения с ненулевой начальной скоростью // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Математика. Механика. Информатика. 2016. Т. 16, вып. 1. С. 13–29. https://doi.org/10.18500/1816-9791-2016-16-1-13-29, EDN: VUSODD
  11. Расулов М. Л. Метод контурного интеграла. Москва : Наука, 1964. 462 с.
  12. Вагабов А. И. Введение в спектральную теорию дифференциальных операторов. Ростов н/Д. : Изд-во Ростовского ун-та, 1994. 160 с.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies