Dirichlet problem for mixed type equation with characteristic degeneration

Cover Page

Cite item

Abstract

For a mixed elliptic-hyperbolic type equation with characteristic degeneration, the first boundary value problem in a rectangular region is investigated. The criterion for the uniqueness of the solution of the problem is established. Earlier, in proving the uniqueness of solutions of boundary value problems for equations of mixed type, the extremum principle or the method of integral identities was used. The uniqueness of the solution to this problem is established on the basis of the completeness of the system of eigenfunctions of the corresponding one-dimensional spectral problem. The solution of the problem is constructed as a sum of a series in the system of eigenfunctions. When we proved the convergence of the obtained series, the problem of small denominators of a more complicated structure than in other known works arose. These denominators contain a parameter depending on the lengths of the sides of the rectangle in the hyperbolic part of the domain and the exponent of the degree of degeneration. In this connection, estimates are established about separation from zero with the corresponding asymptotics, in cases where this parameter is a natural, rational and algebraic irrational number of degree two. If this parameter is not an algebraic irrational number of degree two, then the solution of the problem as a sum of a series does not exist. Using the obtained estimates, the uniform convergence of the constructed series in the class of regular solutions is justified under certain sufficient conditions with respect to the boundary functions. The stability of the solution of the problem with respect to the boundary functions in the norms of the space of summable functions and in the space of continuous functions is also proved.

About the authors

Yuliya Kamilevna Sabitova

Sterlitamak Branch of Bashkir State University

Email: ori05@mail.ru
Candidate of physico-mathematical sciences, no status

References

  1. Келдыш М. В., "О некоторых случаях вырождения уравнений эллиптического типа на границе области", Докл. АН СССР, 77:2 (1951), 181-183
  2. Кароль И. Л., "Об одной краевой задаче для уравнения смешанного типа второго рода", Докл. АН СССР, 88:2 (1953), 197-200
  3. Исамухамедов С. С., "Краевая задача Трикоми для уравнения смешанного типа второго рода", Изв. АН УзССР. Сер. физ.-мат. наук, 1970, № 4, 9-12
  4. Крикунов Ю. М., Краевые задачи для модельных уравнений смешанного типа, Казан. гос. ун-т, Казань, 1986, 150 с.
  5. Хайруллин Р. С., "Задача Трикоми для уравнения смешанного типа второго рода в случае нормальной области", Диффер. уравн., 26:8 (1990), 1396-1407
  6. Сохадзе Р. С., "О первой краевой задаче для уравнения смешанного типа в прямоугольнике", Диффер. уравн., 19:1 (1983), 127-134
  7. Сохадзе Р. С., "Первая краевая задача для уравнения смешанного типа с весовыми условиями склеивания вдоль линии параболического вырождения", Диффер. уравн., 17:1 (1981), 150-156
  8. Сабитов К. Б., Сулейманова А. Х., "Задача Дирихле для уравнения смешанного типа второго рода в прямоугольной области", Изв. вузов. Матем., 2007, № 4, 45-53
  9. Хайруллин Р. С., "К задаче Дирихле для уравнения смешанного типа второго рода с сильным вырождением", Диффер. уравн., 49:4 (2013), 528-534
  10. Сабитов К. Б., "Задача Дирихле для уравнений смешанного типа в прямоугольной области", Докл. РАН, 413:1 (2007), 23-26
  11. Хайруллин Р. С., "О существовании решения задачи Дирихле для уравнения смешанного типа второго рода", Диффер. уравн., 53:5 (2017), 684-692
  12. Кожанов А. И., "Краевые задачи для ультрапараболических и квазиультрапараболических уравнений с меняющимся направлением эволюции", Материалы международной научной конференции «Актуальные проблемы прикладной математики и физики» Кабардино-Балкария, Нальчик, 17–21 мая 2017 г., Итоги науки и техн. Сер. Соврем. мат. и ее прил. Темат. обз., 149, ВИНИТИ РАН, М., 2018, 56-63
  13. Кожанов А. И., Потапова С. В., "Краевые задачи для двумерных по временным переменным дифференциальных уравнений нечетного порядка с меняющимся направлением эволюции", Сиб. матем. журн., 59:5 (2018), 1098-1115
  14. Егоров И. Е., "Применение модифицированного метода Галeркина к первой краевой задаче для уравнения смешанного типа", Матем. заметки СВФУ, 22:3 (2015), 3-10
  15. Егоров И. Е., Ефимова Е. С., Тихонова И. М., "Фредгольмова разрешимость первой краевой задачи для уравнения смешанного типа второго порядка со спектральным параметром", Матем. заметки СВФУ, 25:1 (2018), 15-24
  16. Сабитова Ю. К., "Краевая задача с нелокальным интегральным условием для уравнений смешанного типа с вырождением на переходной линии", Матем. заметки, 98:3 (2015), 393-406
  17. Сабитова Ю. К., "Нелокальные начально-граничные задачи для вырождающегося гиперболического уравнения", Изв. вузов. Матем., 2009, № 12, 49-58
  18. Сабитова Ю. К., "Критерий единственности решения нелокальной задачи для вырождающегося уравнения смешанного типа в прямоугольной области", Диффер. уравн., 46:8 (2010), 1205-1208
  19. Смирнов М. М., Уравнения смешанного типа, Наука, М., 1970, 296 с.
  20. Бицадзе А. В., Некоторые классы уравнений в частных производных, Наука, М., 1981, 448 с.
  21. Сабитов К. Б., К теории уравнений смешанного типа, Физматлит, М., 2014, 304 с.
  22. Арнольд В. И., "Малые знаменатели. I. Об отображениях окружности на себя", Изв. АН СССР. Сер. матем., 25:1 (1961), 21-86
  23. В. И. Арнольд, "Малые знаменатели и проблемы устойчивости движения в классической и небесной механике", УМН, 18:6(114) (1963), 91-192
  24. Келдыш М.В., "О собственных значениях и собственных функциях некоторых классов несамосопряженных уравнений", Докл. АН СССР, 77:5 (1951), 11-14
  25. Бейтмен Г., Эрдейи А., Высшие трансцендентные функции, т. 2, Функции Бесселя, функции параболического цилиндра, ортогональные многочлены, Наука, М., 1966, 296 с.
  26. Сабитов К. Б., Сафин Э. М., "Обратная задача для уравнения смешанного параболо-гиперболического типа в прямоугольной области", Изв. вузов. Матем., 2010, № 4, 55-62
  27. Хинчин А. Я., Цепные дроби, Наука, М., 1978, 112 с.
  28. Бухштаб А. А., Теория чисел, Лань, Спб., 2008, 384 с.
  29. Сабитов К. Б., Уравнения математической физики, Физматлит, М., 2013, 312 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2019 Samara State Technical University

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

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).