Generalized initial-boundary problem for the wave equation with mixed derivative

封面

如何引用文章

全文:

详细

We study an initial-boundary problem for a second-order inhomogeneous hyperbolic equation in a half-strip of the plane containing a mixed derivative with constant coefficients and zero or nonzero potential. This equation is the equation of transverse oscillations of a moving finite string. The case of zero initial velocity and fixed ends (Dirichlet conditions) is considered. It is assumed that the roots of the characteristic equation are simple and lie on the real axis on opposite sides of the origin. The classical solution of the initial-boundary problem is determined. In the case of zero potential, a uniqueness theorem for the classical solution is formulated and a formula for the solution is given in the form of a series consisting of contour integrals containing the initial data of the problem. Based on this formula, the concepts of a generalized initial-boundary value problem and a generalized solution are introduced. The main theorems on finite formulas for the generalized solution in the case of homogeneous and inhomogeneous problems are formulated. To prove these theorems, we apply an approach that uses the theory of divergent series in the sense of Euler, proposed by A.P. Khromov (axiomatic approach). Using this approach, on the basis of formulas for solutions in the form of a series, the formulated main theorems are proved. Further, as an application of the main theorems obtained, we prove a theorem on the existence and uniqueness of a generalized solution of the initial-boundary problem in the presence of a nonzero summable potential and give a formula for the solution in the form of an exponentially convergent series.

作者简介

V. Rykhlov

Saratov State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: RykhlovVS@yandex.ru
Saratov, Russia

参考

  1. Бурлуцкая М.Ш., Хромов А.П. Резольвентный подход в методе Фурье// Докл. РАН. - 2014.- 458, № 2. -С. 138-140.
  2. Бурлуцкая М.Ш., Хромов А.П. Резольвентный подход для волнового уравнения// Журн. выч. мат. и мат. физ.- 2015.- 55, № 2.-С. 229-241.
  3. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа.- М.: Наука, 1976.
  4. Ломов И.С. Построение обобщённого решения смешанной задачи для телеграфного уравнения: секвенциальный и аксиоматический подходы// Дифф. уравн.-2022.- 58, № 11.- С. 1471-1483.
  5. Ломов И.С. Новый метод построения обобщённого решения смешанной задачи для телеграфного уравнения// Вестн. Моск. ун-та. Сер. 15. Вычисл. мат. и киберн. -2022.-№ 3. -С. 33-40.
  6. Ломовцев Ф.Е. Глобальнаятеорема корректностипервой смешанной задачи для общего телеграфного уравнения с переменными коэффициентами на отрезке// Пробл. физ., мат. и техн.- 2022.-№ 1.- С. 62-73.
  7. Маркушевич А.И. Теория аналитических функций. Том 1. Начала теории.-М.: Наука, 1967.
  8. Муравей Л.А., Петров В.М., Романенков А.М. О задаче гашения поперечных колебаний продольно движущейся струны// Вестн. Мордов. ун-та.-2018.- 28, № 4.-С. 472-485.
  9. аймарк М.А. Линейные дифференциальные операторы.- М.: Наука, 1969.
  10. Натансон И.П. Теория функций вещественной переменной. - М.: Наука, 1974.
  11. Рыхлов В.С. Разрешимость смешанной задачи для гиперболического уравнения с распадающимися краевыми условиями при отсутствии полноты собственных функций// Итоги науки и техн. Соврем. мат. и ее прил. -2022.- 204.- С. 124-134.
  12. Рыхлов В.С. Решение начально-граничной задачи для уравнения гиперболического типа со смешанной производной// В сб.: «Современные проблемы теории функций и их приложения: материалы 21-й межд. Саратовской зимней школы».- Саратов: Саратов. унив., 2022.- С. 252-255.
  13. Рыхлов В.С. О решении начально-граничной задачи для гиперболического уравнения со смешанной производной// В сб.: «Современные методы теории краевых задач: материалы межд. конф. “Понтрягинские чтения-XXXIII”». - Воронеж: ВГУ, 2022.-С. 237-240.
  14. Толстов Г.П. О второй смешанной производной// Мат. сб.-1949.- 24, № 1. -С. 27-51.
  15. Харди Г. Расходящиеся ряды. -М.: Иностр. лит., 1951.
  16. Хромов А.П. Поведение формального решения смешанной задачи для волнового уравнения// Журн. выч. мат. и мат. физ. -2016.-56, № 2.- С. 239-251.
  17. Хромов А.П. Расходящиеся ряды и функциональные уравнения, связанные с аналогами геометрической прогрессии// В сб.: «Современные методы теории краевых задач: материалы межд. конф. “Понтрягинские чтения- XXX”». -Воронеж: ВГУ, 2019.-С. 291-300.
  18. Хромов А.П. О классическом решении смешанной задачи для однородного волнового уравнения с закрепленными концами и нулевой начальной скоростью// Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Мат. Мех. Инф.- 2019.- 19, № 3.- С. 280-288.
  19. Хромов А. П. Расходящиеся ряды и смешанная задача для волнового уравнения// В сб.: «Математика. Механика. Вып. 21».- Саратов: Саратов. унив., 2019.- С. 62-67.
  20. Хромов А.П. Расходящиеся ряды и метод Фурье для волнового уравнения// В сб.: «Современные проблемы теории функций и их приложения: материалы 20-й межд. Саратовской зимней школы».- Саратов: Научная книга, 2020.- С. 433-439.
  21. Хромов А.П., Корнев В.В. Расходящиеся ряды в методе Фурье для волнового уравнения// Тр. Инст. Мат. Мех. УрО РАН. - 2021.- 27, № 4.-С. 215-238.
  22. Хромов А.П. Расходящиеся ряды и обобщённая смешанная задача для волнового уравнения// В сб.: «Современные проблемы теории функций и их приложения: материалы 21-й межд. Саратовской зимней школы».- Саратов: Саратов. унив., 2022.- С. 319-324.
  23. Хромов А.П. Расходящиеся ряды и обобщённая смешанная задача для волнового уравнения простейшего вида// Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Мат. Мех. Инф.-2022.-22, № 3.- С. 322-331.
  24. Эйлер Л. Дифференциальное исчисление. - М.: Л.: ГИТТЛ, 1949.
  25. Archibald F.R., Emslie A.G. The vibration of a string having a uniform motion along its length// J. Appl. Mech.- 1958.- 25, № 1.- С. 347-348.
  26. Mahalingam S. Transverse vibrations of power transmission chains// British J. Appl. Phys.- 1957.- 8, № 4. -С. 145-148.
  27. Sack R.A. Transverse oscillations in traveling strings// British J. Appl. Phys. -1954.-5, № 6.- С. 224- 226.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».