Задача Трикоми - Неймана для трехмерного уравнения смешанного типа с сингулярными коэффициентами
Уринов А. К. , Каримов К. Т.
Владикавказский математический журнал. 2023. Том 25. Выпуск 4.С.120-134.
Аннотация: В работе исследована задача Трикоми - Неймана для трехмерного уравнения смешанного типа с тремя сингулярными коэффициентами в смешанной области, состоящей из четверти цилиндра и прямоугольной призмой. Доказана однозначная разрешимость поставленной задачи в классе регулярных решений. При этом использован метод Фурье, основанный на разделение переменных. После разделения переменных в гиперболической части смешанной области, появляются задачи на собственные значения для одномерных и двумерных уравнений. Решая эти задачи, находим собственные функции соответствующих задач. Для решения двумерной задачи использована формула, дающая решения задачи Коши - Гурса. В результате найдены решения задач на собственных значений для трехмерного уравнения в гиперболической части. С помощью этих собственных функций и условия склеивания получена нелокальная задача в эллиптической части смешанной области. Для решения задачи в эллиптической части, она была отражена в цилиндрической системе координат, а потом путем разделения переменных получены задачи на собственные значения для двух обыкновенных дифференциальных уравнений. На основании свойства полноты систем собственных функций этих задач доказана теорема единственности. Решение исследуемой задачи построено в виде суммы двойного ряда. При обосновании равномерной сходимости построенных рядов использовались асимптотические оценки функций Бесселя действительного и мнимого аргумента. На их основе получены оценки для каждого члена ряда, что позволило доказать сходимость полученного ряда и его производных до второго порядка включительно, а также теорему существования в классе регулярных решений.
Ключевые слова: задача Трикоми - Неймана, задача Коши - Гурса, сингулярный коэффициент, функция Бесселя, гипергеометрический функция Гаусса и Гумберта
Образец цитирования: Уринов А. К., Каримов К. Т. Задача Трикоми - Неймана для трехмерного уравнения смешанного типа с сингулярными коэффициентами // Владикавк. матем. журн. 2023. Т. 25, вып. 4. С.120-134. DOI 10.46698/n1128-9779-9257-d
1. Франкль Ф. И. Избранные труды по газовой динамике. М.: Наука, 1973. 712 с.
2. Векуа И. Н. Обобщенные аналитический функции. М.: ГИФМЛ, 1959. 628 с.
3. Бицадзе А. В. Об одном трехмерном аналоге задачи Трикоми //
Сиб. мат. журн. 1962. Т. 3, № 5. С. 642-644.
4. Ежов А. М., Пулькин С. П. Оценка решения задачи Трикоми для одного класса
уравнений смешанного типа // Докл. АН СССР. 1970. Т. 193, № 5. С. 978-980.
5. Нахушев А. М. Об одном трехмерном аналоге задачи Геллерстедта //
Дифференц. уравнения. 1968. Т. 4, № 1. С. 52-62.
6. Пономарев С. М. К теории краевых задач для уравнений смешанного типа
в трехмерных областях // Докл. АН СССР. 1979. Т. 246, № 6. С. 1303-1306.
7. Салахиддинов М. С., Исломов Б. Краевые задачи для уравнения cмешанного
эллиптико-гиперболического типа в пространстве // Узб. мат. журн. 1993. № 3. С. 13-20.
8. Уринов А. К., Каримов К. Т. Задача Трикоми для трехмерного уравнения смешанного
типа с тремя сингулярными коэффициентами // Вестн. НУУз. Ташкент. 2016. № 2/1. С. 14-25.
9. Уринов А. К., Каримов К. Т. Задача Дирихле для трехмерного уравнения смешанного типа с тремя сингулярными коэффициентами // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки. 2017. Т. 21, № 4. С. 665-683. DOI: 10.14498/vsgtu1559.
10. Назипов И. Т. Решение пространственной задачи Tрикоми для сингулярного уравнения смешанного типа методом интегральных уравнений // Изв. вузов. Матем. 2011. № 3. С. 69-85.
11. Сабитов К. Б., Карамова А. А. Спектральные свойства решений задачи Трикоми для уравнения смешанного
типа с двумя линиями изменения типа и их применения // Изв. РАН. Сер. матем. 2001. Т. 65,
№ 4. C. 133–150. DOI: 10.4213/im351.
12. Каримов К. Т. Задача Келдыша для трехмерного уравнения смешанного типа с тремя сингулярными коэффициентами в полубесконечном параллелепипеде // Вестн. Удмуртск. ун-та. Матем. Мех. Компьют. науки. 2020. Т. 30, № 1. С. 31-48. DOI: 10.35634/vm200103.
13. Капилевич М. Б. Об одном классе гипергеометрических функций Горна //
Дифференц. уравнения. 1968. Т. 4, № 8. С. 1465-1486.
14. Бейтмен Г., Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции. Гипергеометрические функции.
Функции Лежандра. М.: Наука, 1973. 296 c.
15. Ватсон Г. Н. Теория бесселевых функций. Т. 1. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1949. 798 с.
16. Салахитдинов М. С., Уринов А. К. К спектральной теории уравнений смешанного типа. Ташкент:
Изд-во Mumtoz So'z, 2010. 355 с.
17. Мамедов Я. Н. К задаче на собственные значения для уравнений смешанного типа //
Дифференц. уравнения. 1993. Т. 29, № 1. С. 95-103.
18. Моисеев Е. И. О базисности синусов и косинусов //
Докл. АН СССР. 1984. Т. 275, № 4. С. 794-798.
19. Киприянов И. А. Сингулярные эллиптические краевые задачи. М.:
Наука, 1997. 204 с.
20. Прудников А. П., Брычков Ю. А., Маричев О. И. Интегралы и ряды. Т. 3.
Специальные функции. Дополнительные главы. 2-е изд., исправ. М.: Физматлит, 2003. 688 с.
Сайт использует файлы cookie, необходимые для корректной работы сайта, и сервисы Яндекс-метрики, используемые для анализа статистики посещаемости, которые не содержат сведений, на основании которых можно идентифицировать личность пользователя. Продолжение пользования сайтом является согласием на применение данных технологий.