Conditions for the existence and uniqueness of the solution of the Goursat problem for a system of equations with dominant partial derivatives

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

An n-dimensional system of equations with dominant partial derivatives of the nth order is being studied. The distinguishing feature of the considered system compared to other systems with partial derivatives is the presence of a first term in the equations on the right side of the system, representing a dominant derivative, while all other derivatives appearing in the system equations are obtained from it by discarding at least one differentiation with respect to any of the independent variables. The aim of the study is to find conditions for the unique solvability of the Goursat problem for the considered system. The main problem is reduced to a system of integral equations, the solution of which exists and is unique when the requirements of continuity of the kernels and right sides of this system are satisfied in the corresponding closed parallelepipeds of variable ranges. Conditions under which the main problem is uniquely solvable have been obtained. The final result in terms of the coefficients of the original system is formulated as a theorem.

About the authors

Elena A. Sozontova

Elabuga Institute of Kazan (Volga Region) Federal University

Author for correspondence.
Email: sozontova-elena@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-4315-0669
SPIN-code: 4568-9733
Scopus Author ID: http://www.scopus.com/authid/detail.url?authorId=55885264300
ResearcherId: http://www.researcherid.com/rid/O-4039-2016

Cand. Phys. & Math. Sci., Associate Professor, Dept. of Mathematics and Applied Computer Science

Russian Federation, 423600, Elabuga, Kazanskaya st., 89

References

  1. Bitsadze A. V. On structural properties of solutions of hyperbolic systems of partial differential equations of the first order, Mat. Model., 1994, vol. 6, no. 6, pp. 22–31 (In Russian).
  2. Zhegalov V. I. A problem with normal derivatives in boundary conditions for a system of differential equations, Russian Math. (Iz. VUZ), 2008, vol. 52, no. 8, pp. 58–60. DOI: https://doi.org/10.3103/S1066369X08080070.
  3. Sozontova E. A. Characteristic problems with normal derivatives for hyperbolic systems, Russian Math. (Iz. VUZ), 2013, vol. 57, no. 10, pp. 37–47. EDN: SKVOOR. DOI: https://doi.org/10.3103/S1066369X13100046.
  4. Mironova L. B. Boundary-value problems with data on characteristics for hyperbolic systems of equations, Lobachevskii J. Math., 2020, vol. 41, no. 3, pp. 400–406. EDN: ZPBRIK. DOI: https://doi.org/10.1134/S1995080220030130.
  5. Sozontova E. A. The conditions of solvability of the Goursat problem in quadratures for three-dimensional system of first order, Proc. Voronezh State Univ. Ser. Phys., Math., 2017, no. 2, pp. 128–138 (In Russian). EDN: ZAERAX.
  6. Mironov A. N., Mironova L. B. Riemann–Hadamard method for one system in three-dimensional space, Differ. Equ., 2021, vol. 57, no. 8, pp. 1034–1041. EDN: BWRRVC. DOI: https://doi.org/10.1134/S0012266121080073.
  7. Bitsadze A. V. Nekotorye klassy uravnenii v chastnykh proizvodnykh [Some Classes of Partial Differential Equations]. Moscow, Nauka, 1981, 448 pp. (In Russian)
  8. Zhiber A. V., Startsev S. Ya. Integrals, solutions, and existence problems for Laplace transformations of linear hyperbolic systems, Math. Notes, 2003, vol. 74, no. 6, pp. 803–811. EDN: LHRQKD. DOI: https://doi.org/10.1023/B:MATN.0000009016.91968.ed.
  9. Startsev S. Ya. Cascade method of Laplace integration for linear hyperbolic systems of equations, Math. Notes, 2008, vol. 83, no. 1, pp. 97–106. EDN: LLHRQR. DOI: https://doi.org/10.1134/S0001434608010124.
  10. Sozontova E. A. On solvability by quadratures conditions for second order hyperbolic systems, Ufa Math. J., 2016, vol. 8, no. 3, pp. 130–135. EDN: YVGUUD. DOI: https://doi.org/10.13108/2016-8-3-130.
  11. Sozontova E. A. On the solvability conditions of characteristic problems for one hyperbolic type system, Vestn. Syktyvkar. Univ. Ser 1. Mat. Mekh. Inform., 2020, no. 1(34), pp. 22–28 (In Russian). EDN: BVIINY.
  12. Mihaylova Yu. G. On Cauchy problem for linear hyperbolic systems of equations with zero generalized Laplace invariants, Ufim. Mat. Zh., 2010, vol. 2, no. 2, pp. 20–26 (In Russian). EDN: MVUKRT.
  13. Mironova L. B. Linear systems of equations with multiple higher partial derivatives, Thesis of Dissertation (Cand. Phys. & Math. Sci.). Kazan, Kazan State Univ., 2005, 140 pp. (In Russian). EDN: NNQRYV.
  14. Mironova L. B. Application of Riemann method to one system in three-dimensional space, Russian Math. (Iz. VUZ), 2019, vol. 63, no. 6, pp. 42–50. EDN: GGFHED. DOI: https://doi.org/10.3103/S1066369X19060057.
  15. Dzhokhadze O. M. The Riemann function for higher-order hyperbolic equations and systems with dominated lower-order terms, Differ. Equ., 2003, vol. 39, no. 10, pp. 1440–1453. EDN: VYSOQG. DOI: https://doi.org/10.1023/B:DIEQ.0000017917.55876.38.
  16. Sozontova E. A. A conditions of solvability of the Goursat problem in quadratures for the two-dimensional system of high order, Vestn. Samar. Gos. Tekhn. Univ., Ser. Fiz.-Mat. Nauki [J. Samara State Tech. Univ., Ser. Phys. Math. Sci.], 2017, vol. 21, no. 1, pp. 94–111 (In Russian). EDN: YPZFUZ. DOI: https://doi.org/10.14498/vsgtu1479.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 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».