Dezin problem analog for a parabolic-hyperbolic type equation with periodicity condition

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In this paper we consider an inhomogeneous second-order parabolic-hyperbolic mixed type equation, represented as one-dimensional heat equation in the parabolic part and the one-dimensional wave equation in the hyperbolic part. For the equation, an analog of the Dezin problem is investigated, which means to find a solution to the equation that satisfies inner-boundary condition, relating the value of the desired function on the equation type change line to the value of the normal derivative on the hyperbolicity region boundary, and inhomogeneous periodicity nonlocal boundary conditions. A substitution is given that allows us to reduce the problem to an equivalent one and, without losing generality, restrict ourselves to investigate the problem with homogeneous conditions for an inhomogeneous equation.
The solution is constructed as the Fourier series on the orthonormal system of eigenfunctions of the corresponding one-dimensional spectral problem. A criterion for the solution uniqueness to the problem is established.
In case when the uniqueness criterion is violated, an example of a nontrivial solution to a homogeneous problem is given, and a necessary and sufficient condition for the existence of a solution to an inhomogeneous problem is obtained.
In justifying the solution existence, the problem of small denominators in the sum of the series with respect to the ratio of the rectangle sides in the hyperbolic part of the domain. An estimate of the denominator separation from zero under certain conditions with respect to the problem parameters is obtained. This estimate allows us to substantiate the uniform convergence of the series and their derivatives up to the second-order inclusive under certain conditions for given functions.

About the authors

Romazan A. Kirzhinov

Institute of Applied Mathematics and Automation of Kabardin-Balkar Scientific Centre of RAS

Author for correspondence.
Email: kirzhinov.r@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6645-7175
SPIN-code: 4454-4426
ResearcherId: K-2074-2018
http://www.mathnet.ru/person132548

Trainee Researcher Dept. of Mixed-Type Equatios

Russian Federation, 89 a, Shortanova st., Nal’chik, 360000

References

  1. Dezin A. A. The simplest solvable extensions of ultrahyperbolic and pseudoparabolic operators, Sov. Math., Dokl., 1963, vol. 4, pp. 208–211.
  2. Nakhushev A. M. Zadachi so smeshcheniem dlia uravnenii v chastnykh proizvodnykh [Problems with Shifts for Partial Differential Equations]. Moscow, Nauka, 2006, 287 pp. (in Russian)
  3. Nakhusheva Z. A. On a nonlocal problem of A. A. Dezin for the Lavrent’ev–Bitsadze equation, Differ. Equat., 2009, vol. 45, no. 8, pp. 1223–1228. EDN: MWSRUF. DOI: https://doi.org/10.1134/S0012266109080151.
  4. Sabitov K. B. Dezin problem for an equation of the mixed type with a power-law degeneracy, Differ. Equat., 2019, vol. 55, no. 10, pp. 1384–1389. EDN: BCTAQW. DOI: https://doi.org/10.1134/S0012266119100136.
  5. Sabitov K. B., Novikova V. A. Nonlocal Dezin’s problem for Lavrent’ev–Bitsadze equation, Russian Math. (Iz. VUZ), 2016, vol. 60, no. 6, pp. 52–62. EDN: WTXQCH. DOI: https://doi.org/10.3103/S1066369X16060074.
  6. Sabitov K. B., Gushchina V. A. Dezin’s problem for inhomogeneous Lavrent’ev–Bitsadze equation, Russian Math. (Iz. VUZ), 2017, vol. 61, no. 3, pp. 31–43. EDN: YVEDKR. DOI: https://doi.org/10.3103/S1066369X17030045.
  7. Gushchina V. A. The nonlocal A. A. Desin’s problem for an equation of mixed elliptic-hyperbolic type, Vestn. Samar. Gos. Tekhn. Univ., Ser. Fiz.-Mat. Nauki [J. Samara State Tech. Univ., Ser. Phys. Math. Sci.], 2016, vol. 20, no. 1, pp. 22–32 (In Russian). DOI: https://doi.org/10.14498/vsgtu1470.
  8. Nakhusheva Z. A. Nelokal’nye kraevye zadachi dlia osnovnykh i smeshannogo tipov differentsial’nykh uravnenii [Nonlocal Boundary-Value Problems for Basic and Mixed Types of Differential Equations]. Nalchik, KBNTs RAN, 2012, 196 pp. (in Russian)
  9. Sabitov K. B. Dirichlet problem for mixed-type equations in a rectangular domain, Dokl. Math., 2007, vol. 75, no. 1, pp. 193–196. EDN: LKMREP. DOI: https://doi.org/10.1134/S1064562407020056.
  10. Chandrasekharan K. Introduction to Analytic Number Theory, Grundlehren der mathematischen Wissenschaften, vol. 148. Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1968, viii+144 pp. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-46124-8.
  11. Budak B. M., Fomin S. V. Multiple integrals, field theory and series. An advanced course in higher mathematics. Moscow, Mir Publ., 1973, 640 pp.
  12. Fichtenholz G. M. Differential- und Integralrechnung. II [Differential and integral calculus. II], Hochschulbücher für Mathematik [University Books for Mathematics], vol. 62. Berlin, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, 1986, 836 pp. (In German)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2022 Authors; Samara State Technical University (Compilation, Design, and Layout)

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

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».