The solution to a boundary value problem for a third-order equation with variable coefficients

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In the paper we consider the second boundary value problem in a rectangular domain for an inhomogeneous partial differential equation of the third
order with multiple characteristics with variable coefficients. The uniqueness
of the solution of the posed problem is proved by the method of energy integrals. The uniqueness theorem is proved. A counter-example is constructed
in the case of violation of the conditions of the uniqueness theorem. By the
method of separation of variables, the solution of the problem is sought as
a product of two functions
X (x) and Y (y). In order to determine Y (y),
we generate an ordinary differential equation of the second order with two
boundary conditions at the boundaries of the segment
[0, q]. For this problem, the eigenvalues and the corresponding eigenfunctions, when n = 0 and
n N, are found. For determining X (x), we generate an ordinary differential
equation of the third order with three boundary conditions at the boundaries
of the segment
[0, p]. A new function, which makes the boundary conditions
homogeneous, is introduced. The solution of the given problem is constructed
by means of the Green function. For
n = 0 and for n N, the Green function
is individually constructed. It is verified that the obtained Green’s functions
satisfy the boundary conditions and properties of the Green function. The
solution
X (x) is written by virtue of the constructed Green functions. After
some transformations, the Fredholm integral equation of the second kind is
generated and its solution is written in terms of the resolvent. Estimates
for the resolvent and the Green function are obtained. The uniform convergence of both solution and its possible partial derivatives are shown under the conditions on the given functions. The convergence of the third order derivative of the solution with respect to the variable x is proved using the Cauchy-Bunyakovsky and Bessel inequalities. When justifying the uniform
convergence of the solution, the absence of a “small denominator” is proved.

About the authors

Yusufjon P. Apakov

V.I. Romanovskiy Institute of Mathematics of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan; Namangan Engineering-Construction Institute

Author for correspondence.
Email: yusufjonapakov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8805-8917
Scopus Author ID: 36452842000
ResearcherId: ABG-4969-2020
https://www.mathnet.ru/person34405

Cand. Phys. & Math. Sci., Associate Professor; Leading Researcher; Namangan Branch; Professor; Dept. of Higher Mathematics

Uzbekistan, 100174, Tashkent, University st., 46; 160103, Namangan, Islam Karimov st., 12

Raxmatilla A. Umarov

Namangan Engineering-Construction Institute

Email: r.umarov1975@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-4778-4444
ResearcherId: ХНБ-9048-2023
https://www.mathnet.ru/person202308

PhD Doctoral Student; Dept. of Higher Mathematics

Uzbekistan, 160103, Namangan, Islam Karimov st., 12

References

  1. Apakov Yu. P., Umarov R. A. Solution of the first boundary problem for a third order equation with minor terms, a method for constructing the Green’s function, Bulletin of Osh State University, 2022, no. 1, pp. 73–92 (In Russian). DOI: https://doi.org/10.52754/16947452_2022_1_73.
  2. Apakov Yu. P., Hamitov A. A. On solvability of the boundary value problem posed for an equation with the third order multiple characteristics in a semi-bounded domain in three dimensional space, Journal of Osh State University. Mathematics. Physics. Technical Sciences, vol. 1, no. 2, pp. 13–23 (In Russian). DOI: https://doi.org/10.52754/16948645_2023_1_13.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 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».