Задача Коши для уравнения дробного порядка с инволюцией

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе рассматривается линейное обыкновенное дифференциальное уравнение с производной дробного порядка, которое содержит оператор инволюции в подчиненном слагаемом. Рассматриваемое уравнение является модельным и относится к классу дифференциальных уравнений, к необходимости исследовать которые приводит изучение краевых задач для дифференциальных уравнений дробного порядка, содержащих композицию лево- и правосторонних операторов дробного дифференцирования. Последние возникают при моделировании различных физических и геофизических процессов, и, в частности, имеет важное значение при описании диссипативных колебательных систем. Для рассматриваемого уравнения исследуется начальная задача в единичном интервале. Основной результат работы – теорема существования и единственности решения изучаемой задачи. В терминах ограничений на коэффициент и правую часть рассматриваемого уравнения сформулированы достаточные условия, обеспечивающие однозначную разрешимость исследуемой задачи. Построено фундаментальное решение, получены его различные представления, изучены его основные свойства. В терминах фундаментального решения найдено явное представление решения исследуемой задачи.

Об авторах

Лиана Магометовна Энеева

Кабардино-Балкарский научный центр РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: eneeva72@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-2530-5022

Институт прикладной математики и автоматизации; кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела математического моделирования геофизических процессов

Россия, 360000, Нальчик, ул. Шортанова, д. 89 А

Список литературы

  1. Нахушев А. М. Дробное исчисление и его применение М.: Физматлит, 2003. 272 c.
  2. Рехвиашвили С. Ш. Формализм Лагранжа с дробной производной в задачах механики, Письма в ЖТФ, 2004. T. 30, №2, С. 33–37.
  3. Рехвиашвили С. Ш. К определению физического смысла дробного интегро-дифференцирования, Нелинейный мир, 2007. Т. 5, № 4, С. 194–197.
  4. Stanković B. An equation with left and right fractional derivatives, Publications de l’institut mathématique. Nouvelle série, 2006. Т. 80(94), С. 259–272.
  5. Atanackovic T. M., Stankovic B. On a differential equation with left and right fractional derivatives, Fractional Calculus and Applied Analysis, 2007. Т.10, №2, С. 139–150.
  6. Zayernouri M., Karniadakis G.E. Fractional Sturm–Liouville eigen-problems: Theory and numerical approximation, Journal of Computational Physics, 2013. №252, С. 495–517.
  7. Klimek M., Agrawal O.P. Fractional Sturm–Liouville problem, Computers and Mathematics with Applications, 2013. №66, С. 795–812.
  8. Torres C. Existence of a solution for the fractional forced pendulum, Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics, 2014. Т. 13, №1, С. 125–142.
  9. Энеева Л. М. Краевая задача для дифференциального уравнения с производными дробного порядка с различными началами, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. Науки, 2015. Т.3, №2(11), С. 39–44.
  10. Tokmagambetov N., Torebek B. T. Fractional Analogue of Sturm-Liouville Operator, Documenta Mathematica, 2016. Т.21, С. 1503–1514.
  11. Энеева Л. М. Оценка первого собственного значения задачи Дирихле для обыкновенного дифференциального уравнения с производными дробного порядка с различными началами, Известия КБНЦ РАН, 2017. №1(75), С. 34–40.
  12. Энеева Л. М. О задаче Неймана для уравнения с дробными производными с различными началами, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки., 2018. №4(24), С. 61–65 doi: 10.18454/2079-6641-2018-24-4-61-65
  13. Энеева Л. М. Нерaвенство Ляпунова для уравнения с производными дробного порядка с различными началами, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2019. №3(28), С. 32–40 doi: 10.26117/2079-6641-2019-28-3-32-39
  14. Энеева Л. М. Априорная оценка для уравнения с производными дробного порядка с различными началами, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2019. №4(29), С. 41–47 doi: 10.26117/2079-6641-2019-29-4-41-47
  15. Eneeva L. M., Pskhu A. V., Potapov A. A., Feng T., Rekhviashvili S. Sh. Lyapunov inequality for a fractional differential equation modelling damped vibrations of thin film MEMS, Advances in Intelligent Systems and Computing. ICCD2019 (paper ID: E19100).
  16. Rekhviashvili S. Sh., Pskhu A. V., Potapov A. A., Feng T., Eneeva L. M. Modeling damped vibrations of thin film MEMS, Advances in Intelligent Systems and Computing. ICCD2019 (paper ID: E19101)
  17. Eneeva L., Pskhu A., Rekhviashvili S. Ordinary Differential Equation with Left and Right Fractional Derivatives and Modeling of Oscillatory Systems, Mathematics, 2020. Т.8(12), С. 2122 doi: 10.3390/math8122122
  18. Энеева Л. М. Смешанная краевая задача для обыкновенного дифференциального уравнения с производными дробного порядка с различными началами, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2021. Т.36, №3, С. 65–71 doi: 10.26117/2079-6641-2021-36-3-65-71
  19. Энеева Л. М. Решение смешанной краевой задачи для уравнения с производными дробного порядка с различными началами, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2022. Т. 40, №3, С. 64–71 doi: 10.26117/2079-6641-2022-40-3-64-71
  20. Энеева Л. М. Нелокальная краевая задача для уравнения с производными дробного порядка с различными началами, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 2023. Т. 44, №3, С. 58–66 doi: 10.26117/2079-6641-2023-44-3-58-66
  21. Энеева Л. М. К вопросу о решении смешанной краевой задачи для уравнения с производными дробного порядка с различными началами, Доклады АМАН, 2023. Т. 23, №4, С. 62–68 doi: 10.47928/1726-9946-2023-23-4-62-68

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
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».