Разрешимость линейной обратной задачи для эволюционного уравнения с суперустойчивой полугруппой

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Для эволюционного уравнения в банаховом пространстве изучается линейная обратная задача о нахождении «источника». Требуется восстановить неизвестное неоднородное слагаемое при помощи дополнительного нелокального условия, выраженного в виде интеграла Римана-Стильтьеса. Основное предположение связано с суперустойчивостью (квазинильпотентностью) эволюционной полугруппы. Точнее, предполагается, что эволюционная полугруппа, ассоциированная с абстрактным дифференциальным уравнением, имеет бесконечный отрицательный экспоненциальный тип. Без других ограничений установлена теорема об однозначной разрешимости обратной задачи. Показано, что решение представимо сходящимся рядом Неймана. Предъявлены точные условия, при которых бесконечный ряд обращается в конечную сумму. Здесь алгоритм вычисления решения становится финитным. Разобраны модельные примеры, в том числе - важный пример обратной задачи с финальным переопределением. Перечисленные результаты могут найти применение в специальных разделах математической физики, связанных с теорией упругости и задачами линейного переноса. Как принято, наше исследование проходит «в случае общего положения» - при выборе комплексного поля скаляров, но основные факты справедливы также и в вещественном случае. Созданная теория допускает перенос на нелокальные задачи для эволюционных уравнений, когда для нахождения решения вместо традиционного начального условия используют специальные усреднения по времени.

Об авторах

Иван Владимирович Тихонов

МГУ имени М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ivtikh@mail.ru

доктор физико-математических наук, профессор кафедры математической физики факультета ВМК МГУ имени М. В. Ломоносова

Ленинские горы, ГСП-1, Москва, Россия, 119991

Шон Тунг Ву Нгуен

Московский педагогический государственный университет

Email: vnsontung@mail.ru

аспирант кафедры математического анализа Московского педагогического государственного университета

ул. Краснопрудная, д. 14, Москва, Россия, 107140

Список литературы

  1. E. Hille, R. Phillips, Functional Analysis and Semigroups, IL, Moscow, 1962, in Russian.
  2. N. Dunford, J. Schwartz, Linear Operators. P. 1. General Theory, IL, Moscow, 1962, in Russian.
  3. S. G. Krein, Linear Differential Equations in Banach Space, Nauka, Moscow, 1967, in Russian.
  4. A. Pazy, Semigroups of Linear Operators and Applications to Partial Differential Equations, Springer Verlag, N.Y., 1983.
  5. K.-J. Engel, R. Nagel, One-Parameter Semigroups for Linear Evolution Equations, Springer, N.Y., 2000.
  6. I. V. Tikhonov, Yu. S. Eidelman, Problems on Correctness of Ordinary and Inverse Problems for Evolutionary Equations of a Special Form, Math. Notes 56 (1994) 830–839, in Russian.
  7. A. I. Prilepko, I. V. Tikhonov, Recovery of the Nonhomogeneous Term in an Abstract Evolution Equation, Russian Acad. Sci. Izv. Math. 58 (1994) 167–188, in Russian.
  8. A. I. Prilepko, D. G. Orlovsky, I. A. Vasin, Methods for Solving Inverse Problems in Mathematical Physics, Basel, N.Y., 2000.
  9. I. V. Tikhonov, V. N. S. Tung, A Method of Solving the Inverse Problem for the Evolution Equation with a Superstable Semigroup, Journal Differential Equations and Control Processes (2) (2017) 51–58, in Russian.
  10. A. V. Balakrishnan, On Superstability of Semigroups, in: M. P. Polis, et al. (Eds.), Systems Modelling and Optimization, Proceedings of the 18th IFIP Conference on System Modelling and Optimization, CRC Research Notes in Mathematics, Chapman and Hall, 1999, pp. 12–19.
  11. A. V. Balakrishnan, Smart Structures and Super Stability, in: G. Lumer, L. Weis (Eds.), Evolution Equations and Their Applications in Physical and Life Sciences. Lecture Notes in Pure and Applied Mathematics, Vol. 215, 2001, pp. 43–53.
  12. A. V. Balakrishnan, Superstability of Systems, Applied Mathematics and Computation 164 (2005) 321–326.
  13. D. Creutz, M. Mazo, C. Preda, Superstability and Finite Time Extinction for C0– Semigroups, arXiv:0907.4812. Submitted (2013) 1–12.
  14. J.-H. Chen, W.-Y. Lu, Perturbation of Nilpotent Semigroups and Application to Heat Exchanger Equations, Applied Mathematics Letters 24 (2011) 1698–1701.
  15. I. Kmit, N. Lyul’ko, Perturbations of Superstable Linear Hyperbolic Systems, arXiv:1605.04703. Submitted (2017) 1–26.
  16. M. A. Krasnoselsky, G. M. Vainikko, P. P. Zabreiko, Y. B. Rutitsky, V. Y. Stetsenko, Approximate Solution of Operator Equations, Nauka, Moscow, 1969, in Russian.
  17. J. Malinen, O. Nevanlinna, J. Zem´anek, Microspectral analysis of quasinilpotent operators, arXiv:1211.4790v1. Submitted (2012) 1–25.
  18. R. Eskandari, F. Mirzapour, Hyperinvariant Subspaces and Quasinilpotent Operators, Bulletin of the Iranian Mathematical Society 41 (2015) 805–813.
  19. P. P. Zabreiko, On the Spectral Radius of Volterra Integral Operators, Lithuanian Math. Collection 7 (1967) 281–287, in Russian.
  20. E. S. Zhukovskii, On the Theory of Volterra Equations, Differential Equations 25 (1989) 1132–1137, in Russian.
  21. V. I. Sumin, A. V. Chernov, Operators in the Spaces of Measurable Functions: the Volterra Property and Quasinilpotency, Differential Equations 34 (1998) 1403–1411, in Russian.
  22. R. L. Graham, D. E. Knuth, O. Patashnik, Concrete Mathematics: A Foundation for Computer Science, Mir, Moscow, 1998, in Russian.
  23. I. P. Natanson, Theory of Functions of a Real Variable, Nauka, Moscow, 1974, in Russian.

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».