О задаче Коши для неявных дифференциальных уравнений высших порядков
- Авторы: Арутюнов А.В.1, Плужникова Е.А.2
-
Учреждения:
- ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»
- ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»
- Выпуск: Том 26, № 136 (2021)
- Страницы: 348-362
- Раздел: Научные статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2686-9667/article/view/296466
- ID: 296466
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Статья посвящена исследованию неявных дифференциальных уравнений на основе утверждений о накрывающих отображениях произведений метрических пространств. Сначала рассмотрена система уравнений
\begin{equation*}
\Phi_i(x_i,x_1,x_2,\ldots,x_n)=y_i, \ \ \ i=\overline{1,n},
\end{equation*}
где $\Phi_i: X_i \times X_1 \times \ldots \times X_n \to Y_i,$ $y_i \in Y_i,$ $X_i$ и $Y_i$ --- метрические пространства, $i=\overline{1,n}.$ Предполагается, что отображение $\Phi_i$
является накрывающим по первому аргументу и липшицевым по каждому из остальных аргументов начиная со второго. Получены условия разрешимости этой системы и оценки расстояния от произвольного заданного элемента $x_0 \in X$ до множества решений. Далее в статье получено утверждение о действии оператора Немыцкого в пространствах суммируемых функций и установлена взаимосвязь свойств накрывания оператора Немыцкого и накрывания порождающей его функции. Перечисленные результаты применены к исследованию системы неявных дифференциальных уравнений, для которой доказано утверждение о локальной разрешимости задачи Коши с ограничениями на производную решения. Такие задачи возникают, в частности, в моделях управляемых систем. В заключительной части статьи аналогичными методами исследовано дифференциальное уравнение $n$-го порядка, не разрешенное относительно старшей производной. Получены условия существования решения задачи Коши.
Об авторах
Арам Владимирович Арутюнов
ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»
Автор, ответственный за переписку.
Email: arutyunov@cs.msu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7326-7492
доктор физико-математических наук, профессор
Россия, 117198, Российская Федерация, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Елена Александровна Плужникова
ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»
Email: pluznikova_elena@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2008-3275
кандидат физико-математических наук, доцент
Россия, 392000, Российская Федерация, г. Тамбов, ул. Интернациональная, 33Список литературы
- Е.Р. Аваков, А.В. Арутюнов, Е.С. Жуковский, “Накрывающие отображения и их приложения к дифференциальным уравнениям, не разрешенным относительно производной”, Дифференциальные уравнения, 45:5 (2009), 613–634.
- А.В. Арутюнов, Е.С. Жуковский, С.Е. Жуковский, “О корректности дифференциальных уравнений, не разрешенных относительно производной”, Дифференциальные уравнения, 47:11 (2011), 1523–1537.
- A.V. Arutyunov, E.S. Zhukovskiy, S.E. Zhukovskiy, “Covering mappings and well-posedness of nonlinear Volterra equations”, Nonlinear Analysis: Theory, Methods and Applications, 75:3 (2012), 1026–1044.
- В. Мерчела, “Об устойчивости решений интегральных уравнений в классе измеримых функций”, Вестник российских университетов. Математика, 26:133 (2021), 44–54.
- Е.С. Жуковский, Е.А. Плужникова, “Накрывающие отображения в произведении метрических пространств и краевые задачи для дифференциальных уравнений, не разрешенных относительно производной”, Дифференциальные уравнения, 49:4 (2013), 439–455.
- Е.С. Жуковский, Е.А. Плужникова, “Теорема о накрывании оператора в произведении метрических пространств”, Вестник Тамбовского университета. Серия: естественные и технические науки, 16:1 (2011), 70–72.
- Е.С. Жуковский, “О точках совпадения многозначных векторных отображений метрических пространств”, Математические заметки, 100:3 (2016), 344–362.
- Е.С. Жуковский, “О точках совпадения векторных отображений”, Известия вузов. Математика, 2016, №10, 14–28.
- Т.В. Жуковская, Е.С. Жуковский, “Об итерационных методах решения уравнений с накрывающими отображениями”, Сибирский журнал вычислительной математики, 19:4 (2016), 357–369.
- Е.С. Жуковский, Е.А. Плужникова, “Об управлении объектами, движение которых описывается неявными нелинейными дифференциальными уравнениями”, Автоматика и телемеханика, 2015, №1, 31–56.
- А.В. Арутюнов, Е.С. Жуковский, С.Е. Жуковский, “О мощности множества точек совпадения отображений метрических, нормированных и частично упорядоченных пространств”, Математический сборник, 209:8 (2018), 3–28.
- А.В. Арутюнов, “Накрывающие отображения в метрических пространствах и неподвижные точки”, Доклады Академии наук, 416:2 (2007), 151–155.
- А.В. Арутюнов, “Точки совпадения двух отображений”, Функциональный анализ и его приложения, 48:1 (2014), 89–93.
- B.S. Mordukhovich, B. Wang, “Restrictive metric regularity and generalized differential calculus in Banach spaces”, Mathematics and Mathematical Sciences, 2004, №50, 2650–2683.
- А.Д. Иоффе, “Метрическая регулярность и субдифференциальное исчисление”, Успехи математических наук, 55:3 (333) (2000), 103–162.
- М.А. Красносельский, П.П. Забрейко, Е.И. Пустыльник, П.Е. Соболевский, Интегральные операторы в пространствах суммируемых функций, Наука, М., 1966.
Дополнительные файлы
