Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями
Установлены условия совместимости для систем линейных дифференциальных уравнений с постоянным запаздыванием нейтрального типа и ограничениями. Обосновано применение к таким задачам проекционно-итеративного метода. In this paper, conditions of consistency for systems of linear differential equation...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Нелінійні коливання |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут математики НАН України
2006
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178186 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями / В.А. Ферук // Нелінійні коливання. — 2006. — Т. 9, № 4. — С. 564-573. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-178186 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ферук, В.А. 2021-02-18T08:02:08Z 2021-02-18T08:02:08Z 2006 Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями / В.А. Ферук // Нелінійні коливання. — 2006. — Т. 9, № 4. — С. 564-573. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1562-3076 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178186 517.929 Установлены условия совместимости для систем линейных дифференциальных уравнений с постоянным запаздыванием нейтрального типа и ограничениями. Обосновано применение к таким задачам проекционно-итеративного метода. In this paper, conditions of consistency for systems of linear differential equations with constant delay of neutral type and restrictions are established. The projection-iterative method for such problems is substantiated. Частково пiдтримано грантом Президiї НАН України для молодих учених (№ 0105U005666). uk Інститут математики НАН України Нелінійні коливання Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями A version of the projection-iterative method for systems of linear differential equations with a neutral type delay and restrictions Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями |
| spellingShingle |
Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями Ферук, В.А. |
| title_short |
Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями |
| title_full |
Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями |
| title_fullStr |
Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями |
| title_full_unstemmed |
Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями |
| title_sort |
один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями |
| author |
Ферук, В.А. |
| author_facet |
Ферук, В.А. |
| publishDate |
2006 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Нелінійні коливання |
| publisher |
Інститут математики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
A version of the projection-iterative method for systems of linear differential equations with a neutral type delay and restrictions |
| description |
Установлены условия совместимости для систем линейных дифференциальных уравнений с
постоянным запаздыванием нейтрального типа и ограничениями. Обосновано применение к
таким задачам проекционно-итеративного метода.
In this paper, conditions of consistency for systems of linear differential equations with constant delay of
neutral type and restrictions are established. The projection-iterative method for such problems is substantiated.
|
| issn |
1562-3076 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178186 |
| citation_txt |
Один варіант проекційно-ітеративного методу для систем лінійних диференціальних рівнянь із запізненням нейтрального типу та обмеженнями / В.А. Ферук // Нелінійні коливання. — 2006. — Т. 9, № 4. — С. 564-573. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT ferukva odinvaríantproekcíinoíterativnogometodudlâsistemlíníinihdiferencíalʹnihrívnânʹízzapíznennâmneitralʹnogotiputaobmežennâmi AT ferukva aversionoftheprojectioniterativemethodforsystemsoflineardifferentialequationswithaneutraltypedelayandrestrictions |
| first_indexed |
2025-11-24T21:53:30Z |
| last_indexed |
2025-11-24T21:53:30Z |
| _version_ |
1850498873438502912 |
| fulltext |
УДК 517 . 929
ОДИН ВАРIАНТ ПРОЕКЦIЙНО-IТЕРАТИВНОГО МЕТОДУ
ДЛЯ СИСТЕМ ЛIНIЙНИХ ДИФЕРЕНЦIАЛЬНИХ РIВНЯНЬ
IЗ ЗАПIЗНЕННЯМ НЕЙТРАЛЬНОГО ТИПУ
ТА ОБМЕЖЕННЯМИ*
В. А. Ферук
Iн-т математики НАН України
Україна, 01601, Київ 4, вул. Терещенкiвська, 3
In this paper, conditions of consistency for systems of linear differential equations with constant delay of
neutral type and restrictions are established. The projection-iterative method for such problems is substanti-
ated.
Установлены условия совместимости для систем линейных дифференциальных уравнений с
постоянным запаздыванием нейтрального типа и ограничениями. Обосновано применение к
таким задачам проекционно-итеративного метода.
Функцiонально-диференцiальнi рiвняння та їх системи є математичними моделями рiз-
номанiтних фiзичних процесiв. Широта застосувань стала поштовхом до iнтенсивного
розвитку теорiї таких рiвнянь у останнi пiвстолiття [1 − 4]. Окремим напрямком дослiд-
жень є встановлення умов сумiсностi та обґрунтування наближених методiв розв’язання
функцiонально-диференцiальних рiвнянь при умовi накладання на їх розв’язки додатко-
вих обмежень. Зокрема, у [5, 6] за допомогою пiдходу, уперше запропонованого в [7], та
методики роботи [8] проведено дослiдження систем диференцiальних рiвнянь iз запiзнен-
ням та обмеженнями. В данiй роботi згаданий вище пiдхiд застосовано до вивчення анало-
гiчних питань для систем лiнiйних диференцiальних рiвнянь iз запiзненням нейтрального
типу та додатковими умовами.
1. Об’єкт дослiдження. Розглянемо задачу
d
dt
x(t) +N(t)
d
dt
x(t−∆) + L(t)x(t) +M(t)x(t−∆) = f(t), t ∈ [a, b], (1)
x(t) = ϕ(t),
d
dt
x(t) = ψ(t), t ∈ [a−∆, a), x(a) = ϕ(a), (2)
b∫
a
S(t)x(t)dt = α, (3)
∗Частково пiдтримано грантом Президiї НАН України для молодих учених (№ 0105U005666).
c© В. А. Ферук, 2006
564 ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 4
ОДИН ВАРIАНТ ПРОЕКЦIЙНО-IТЕРАТИВНОГО МЕТОДУ ДЛЯ СИСТЕМ ЛIНIЙНИХ . . . 565
у якiй ∆ > 0 — стале запiзнення, N(t), L(t), M(t) та S(t) – матрицi розмiрностей m ×m,
m×m,m×m та l×m вiдповiдно, елементи яких сумовнi з квадратом на вiдрiзку [a, b], при-
чому N(t) 6= 0 на [a, b], f ∈ L2 ([a, b],Rm), ϕ ∈ C ([a−∆, a),Rm) та ψ ∈ C ([a−∆, a),Rm),
α ∈ Rl.
Задачу (1) – (3) вважатимемо сумiсною, якщо iснує вектор-функцiя x ∈ W 1
2 ([a, b],Rm),
яка майже скрiзь задовольняє рiвняння (1), умову (2) та обмеження (3). Якщо ж такої
вектор-функцiї не iснує, то задача (1) – (3) є несумiсною. За наявностi умов (3) (l > 0),
взагалi кажучи, остання ситуацiя є типовою.
Метою даної статтi є встановлення умов сумiсностi задачi (1) – (3) та обґрунтування
застосування до неї одного iз варiантiв проекцiйно-iтеративного методу.
2. Зведення системи функцiонально-диференцiальних рiвнянь з обмеженнями до кра-
йової задачi для системи звичайних диференцiальних рiвнянь з обмеженнями. Задачу
(1) – (3) можна звести до крайової задачi для системи звичайних диференцiальних рiвнянь
з обмеженнями. Такий крок дає змогу застосувати при дослiдженнi поставленої задачi ме-
тодики, розробленi для звичайних диференцiальних рiвнянь. Зокрема, встановлення умов
сумiсностi задачi (1) – (3) та обґрунтування застосування до неї рiзних наближених мето-
дiв можна проводити методом iнтегральних рiвнянь.
Отже, припустимо, не зменшуючи загальностi, що b = a+N∆. Розглядаючи, дотриму-
ючись методики iз [5], систему рiвнянь (1) на кожному iнтервалi (τi, τi+1), вводячи замiну
t = cs + τi, де τi = a + (i − 1)∆, i = 0, N , c = ∆/T , s ∈ [0, T ], та враховуючи неперерв-
нiсть вектор-функцiї x(t) у точках τi, i = 2, N − 1, отримуємо крайову задачу для системи
диференцiальних рiвнянь порядку mN
Q(s)
dz
ds
+ P (s)z(s) = q(s), z(0) = γ +Dz(T ), (4)
з обмеженнями
T∫
0
V (s)z(s)ds = α, (5)
в якiй
z(s) = col (z1(s) z2(s) . . . zN (s)) , q(s) = col (q1(s) q2(s) . . . qN (s)) ,
Q(s) =
I O . . . O O
N2(s) I . . . O O
. . . . . . . . . . . . . . .
O O . . . NN (s) I
, D =
O O . . . O O
I O . . . O O
. . . . . . . . . . . . . . .
O O . . . I O
,
P (s) =
L1(s) O . . . O O
M2(s) L2(s) . . . O O
. . . . . . . . . . . . . . .
O O . . . MN (s) LN (s)
, (6)
ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 4
566 В. А. ФЕРУК
γ = col (ϕ(a) 0 . . . 0) , V (s) = col (S1(s) S2(s) . . . SN (s)) ,
I — одинична матриця в Rm,
zi(s) = x(cs+ τi), Li(s) = cL(cs+ τi),
Mi(s) = cM(cs+ τi), Si(s) = cS(cs+ τi), i = 1, N,
q1(s) = cf(cs+ τ1)−M1(s)ϕ(cs+ τ0)−N1(s)ψ(cs+ τ0),
qi(s) = cf(cs+ τi), Ni(s) = N(cs+ τi), i = 2, N.
3. Умови сумiсностi. Задача (1) – (3) є перевизначеною. Тому одним iз перших та най-
важливiших питань, що постають при її дослiдженнi, є питання сумiсностi. Як зазначено
у п. 1, розглядувана задача, взагалi кажучи, несумiсна, i, отже, виникає потреба у вiдшу-
каннi умов, за яких вона матиме розв’язок. Встановимо деякi iз таких умов.
Важливу роль у подальшому дослiдженнi вiдiграватиме задача
Q(s)
dz
ds
+H(s)z(s) = y(s) + E(s)λ, s ∈ (0, T ), (7)
z(0) = γ +Dz(T ),
T∫
0
V (s)z(s)ds = α, (8)
у якiй H(s) — неперервна при s ∈ [0, T ] (mN ×mN)-матриця, E(s) — (mN × l)-матриця
iз сумовними з квадратом на [0, T ] елементами. Тут вектор-функцiя y ∈ L2
(
[0, T ],RmN
)
є
заданою, а вектор-функцiю z ∈ W 1
2
(
[0, T ],RmN
)
та вектор λ ∈ Rl потрiбно визначити.
Припустимо, що задача (7), (8) має єдиний розв’язок при довiльнiй вектор-функцiї
y ∈ L2
(
[0, T ],RmN
)
, що зображується формулами
z(s) = h(s) +
T∫
0
G(s, ξ)y(ξ)dξ, û(s) = E(s)λ = r(s)−
T∫
0
R(s, ξ)y(ξ)dξ, (9)
i справджуються рiвностi
T∫
0
G(s, ξ)E(ξ)dξ = O, E(s)−
T∫
0
R(s, ξ)E(ξ)dξ = O. (10)
ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 4
ОДИН ВАРIАНТ ПРОЕКЦIЙНО-IТЕРАТИВНОГО МЕТОДУ ДЛЯ СИСТЕМ ЛIНIЙНИХ . . . 567
Наведене вище припущення ґрунтується на результатах роботи [5] (лема 2) i на тому
фактi, що за умови N(t) 6= 0 на [a, b] (mN × mN)-матриця Q(s) має обернену матрицю
Q−1(s),
Q−1(s) =
I O . . . O O
n21(s) I . . . O O
. . . . . . . . . . . . . . .
nN1(s) nN2(s) . . . nNN−1(s) I
,
де
nij(t) = (−1)i−j
i−1∏
k=j
Nk(s), j < i.
Введемо у розгляд оператор
(Πy)(s) :=
T∫
0
Π(s, ξ)y(ξ)dξ, (11)
де
Π(s, ξ) = E(s)∆−1E∗(ξ), ∆ =
T∫
0
E∗(s)E(s)ds. (12)
Оператор Π ортогонально проектує простiр L2
(
[0, T ],RmN
)
на його пiдпростiр
UmN
(
[0, T ],RmN
)
, породжений лiнiйно незалежними стовпцями матрицi E(s).
Введемо нову вектор-функцiю
ŷ(s) = y(s)−
T∫
0
Π(s, ξ)y(ξ)dξ, (13)
яка, як випливає iз властивостей (10) та позначень (11), (12), задовольняє спiввiдношення
T∫
0
G(s, ξ)y(ξ)dξ =
T∫
0
G(s, ξ)ŷ(ξ)dξ ∀y ∈ L2
(
[0, T ],RmN
)
. (14)
За умови однозначної розв’язностi задачi (7), (8), задачу (4), (5), а отже i задачу (1) –
(3), можна звести до деякої системи iнтегральних рiвнянь. Для цього запишемо задачу
(4), (5) у виглядi задачi (7), (8), поклавши в нiй
y(s) = q(s) + [H(s)− P (s)]z(s)− E(s)λ. (15)
ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 4
568 В. А. ФЕРУК
Пiдставивши зображення (9) у (15), отримаємо
y(s) = p(s) +
T∫
0
[R(s, ξ) +K(s, ξ)]y(ξ)dξ, (16)
де
p(s) = q(s)− r(s) + [H(s)− P (s)]h(s), K(s, ξ) = [H(s)− P (s)]G(s, ξ). (17)
Використовуючи властивiсть (14), зображення (13) та враховуючи, що [5]
R(s, ξ)−
T∫
0
Π(s, τ)R(τ, ξ)dτ = 0,
iнтегральне рiвняння (16) можна трактувати як систему рiвнянь
y(s) = p(s) +
T∫
0
R(s, ξ)y(ξ)dξ +
T∫
0
K(s, ξ)ŷ(ξ)dξ, (18)
ŷ(s) = g(s) +
T∫
0
L(s, ξ)ŷ(ξ)dξ, (19)
у якiй
g(s) = p(s)−
T∫
0
Π(s, ξ)p(ξ)dξ, L(s, ξ) = K(s, ξ)−
T∫
0
Π(s, τ)K(τ, ξ)dτ. (20)
Питання сумiсностi задачi (1) – (3) тiсно пов’язане з питанням розв’язуваностi системи
(18), (19).
Проаналiзувавши схему доведення теореми 1 iз [9], можна переконатися у справедли-
востi наступного твердження.
Теорема. Якщо задача (7), (8) має єдиний розв’язок, то задача (1) – (3) сумiсна тодi i
тiльки тодi, коли виконується умова
σ +
T∫
0
Γ(ξ)ŷ(ξ)dξ = 0, (21)
де
σ =
T∫
0
V (s)p(s)ds = 0, Γ(ξ) =
T∫
0
V (s)K(s, ξ)ds = 0,
ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 4
ОДИН ВАРIАНТ ПРОЕКЦIЙНО-IТЕРАТИВНОГО МЕТОДУ ДЛЯ СИСТЕМ ЛIНIЙНИХ . . . 569
ŷ ∈ L2
(
[0, T ],RmN
)
— розв’язок системи (19).
Зауважимо, що крiм умови (21) iснують iншi, рiвносильнi їй, умови сумiсностi задачi
(1) – (3). Наведемо деякi з них.
Для цього спершу, скориставшись властивiстю (10), зазначимо, що
T∫
0
[R(s, ξ) +K(s, ξ)]û(ξ)dξ = û(s) ∀û ∈ UmN
(
[0, T ],RmN
)
, (22)
тобто одиниця є власним значенням iнтегрального рiвняння (16). Згiдно з теорiєю лiнiй-
них iнтегральних рiвнянь, рiвняння (16), а отже i задача (1) – (3), матиме розв’язок тодi i
тiльки тодi, коли виконуватиметься умова
T∫
0
p(s)η(s)ds = 0, (23)
де η ∈ L2
(
[0, T ],RmN
)
— довiльний розв’язок рiвняння, спряженого до рiвняння (22),
тобто
η(s) =
T∫
0
[R∗(s, ξ) +K∗(s, ξ)]η(ξ)dξ.
Зауваження. Умова (21), умова [5]
T∫
0
R(s, ξ)y(ξ)dξ = r(s),
де y ∈ L2
(
[0, T ],RmN
)
— розв’язок системи
y(s) = p(s) + r(s) +
T∫
0
K(s, ξ)y(ξ)dξ, (24)
та умова (23) є рiвносильними.
4. Проекцiйно-iтеративний метод. Умови сумiсностi, наведенi у попередньому пунктi,
дозволяють зробити висновок про iснування розв’язку задачi (1) – (3). Однак у деяких ви-
падках цiєї iнформацiї не достатньо i постає питання вiдшукання розв’язку поставленої
задачi в явному виглядi або наближено.
Одними з наближених методiв розв’язання задачi (1) – (3) є методи проекцiйно-iтера-
тивного типу. Нижче наведено обґрунтування застосування до задачi (1) – (3) одного iз
ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 4
570 В. А. ФЕРУК
таких методiв [10]. Суть методу стосовно задачi (1) – (3) полягає у тому, що послiдовнi
наближення xk(t) визначаються iз задачi
d
dt
xk(t) +N(t)
d
dt
xk(t−∆) +A(t)xk(t) +B(t)xk(t−∆) = vk(t) + Φ(t)λk, t ∈ [a, b], (25)
xk(t) = ϕ(t),
d
dt
xk(t) = ψ(t), t ∈ [a−∆, a), xk(a) = ϕ(a), (26)
b∫
a
S(t)xk(t)dt = α, (27)
де
vk(t) = f(t) + [A(t)− L(t)]uk(t) + [B(t)−M(t)]uk(t−∆), (28)
вектор-функцiя uk(t) має вигляд
uk(t) = xk−1(t) +W (t)µk, (29)
а невiдомий вектор µk ∈ Rν визначається з умови
b∫
a
Ψ(t)
(
duk
dt
+N(t)
d
dt
uk(t−∆) + L(t)uk(t) +M(t)uk(t−∆)− f(t)
)
dt = 0. (30)
Тут A(t) та B(t) — неперервнi при t ∈ [a, b] (m × m)-матрицi, Φ(t) та Ψ(t) — матрицi iз
сумовними з квадратом на [a, b] елементами розмiрностim× l та ν×m вiдповiдно. Стовпцi
матрицi Φ(t) та рядки матрицi Ψ(t) є лiнiйно незалежними. Матриця W (t), що фiгурує у
зображеннi (29), визначається iз задачi
d
dt
W (t) +N(t)
d
dt
W (t−∆) +A(t)W (t) +B(t)W (t−∆) = D(t), t ∈ [a, b], (31)
W (t) = O,
d
dt
W (t) = O, t ∈ [a−∆, a), W (a) = O, (32)
b∫
a
S(t)W (t)dt = 0, (33)
де D(t) — (m × ν)-матриця iз сумовними з квадратом на [a, b] елементами, стовпцi якої
лiнiйно незалежнi.
ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 4
ОДИН ВАРIАНТ ПРОЕКЦIЙНО-IТЕРАТИВНОГО МЕТОДУ ДЛЯ СИСТЕМ ЛIНIЙНИХ . . . 571
У задачi (25) – (27) вектор-функцiя vk ∈ L2 ([a, b],Rm) є заданою, а вектор-функцiя
xk ∈ W 1
2 ([a, b],Rm) та вектор λk ∈ Rl — шуканими.
Початкове наближення x0(t) визначаємо iз задачi (25) – (27) при k = 0 i заданiй вектор-
функцiї v0 ∈ L2 ([a, b],Rm).
Зауважимо, що за наближення до точного розв’язку задачi (1) – (3) можна вважати як
вектор-функцiю xk(t), так i uk(t).
Окремим випадком методу (25) – (33) є iтерацiйний метод (не мiстить умови (30) та
W (t) = 0), а вектор-функцiя u1(t) збiгається iз наближенням, побудованим за проекцiй-
ним методом.
Встановимо умови збiжностi запропонованого методу. Для цього покажемо, що згада-
ний вище метод можна звести до проекцiйно-iтеративного методу для системи iнтеграль-
них рiвнянь (24). Справдi, таким самим способом, як при зведеннi задачi (1) – (3) до задачi
(4), (5), алгоритм (25) – (33) можна переписати у виглядi
Q(s)
dzk
ds
+H(s)zk(s) = yk(s) + E(s)λk, (34)
zk(0) = γ +Dzk(T ),
T∫
0
V (s)zk(s)ds = α, (35)
yk = q(s) + [H(s)− P (s)]wk(s), (36)
wk(s) = zk−1(s) +K(s)µk, (37)
T∫
0
Z(s)
(
Q(s)
dwk
ds
+ P (s)wk(s)− q(s)
)
ds = 0, (38)
де матриця K(s) розмiрностi mN × ν визначається iз задачi
Q(s)
dK
ds
+H(s)K(s) = C(s), s ∈ (0, T ), (39)
K(0) = DK(T ),
T∫
0
V (s)K(s)ds = 0. (40)
Тут матрицi Q(s), H(s), D, V (s), P (s), вектор γ та вектор-функцiя q(s) мають вигляд (6) i
zk(s) = col
(
zk
1 (s) zk
2 (s) . . . zk
N (s)
)
, wk(s) = col
(
wk
1(s) wk
2(s) . . . wk
N (s)
)
,
ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 4
572 В. А. ФЕРУК
zk
i (s) = xk(cs+ τi), wk
i (s) = uk(cs+ τi), i = 1, N,
yk(s) = col
(
yk
1 (s) yk
2 (s) . . . yk
N (s)
)
,
yk
1 (s) = cvk(cs+ τ1)−B1(s)ϕ(cs+ τ0)−N1(s)ψ(cs+ τ0),
yk
i (s) = cvk(cs+ τi), i = 2, N,
E(s) = col (E1(s) E2(s) . . . EN (s)) , K(s) = col (K1(s) K2(s) . . . KN (s)) ,
Z(s) = (Ψ1(s) Ψ2(s) . . . ΨN (s)) , C(s) = col (C1(s) C2(s) . . . CN (s)) ,
Ei(s) = cΦ(cs+ τi), Ki(s) = cW (cs+ τi),
Ψi(s) = cΨ(cs+ τi), Ci(s) = cD(cs+ τi), i = 1, N.
Згiдно з викладеним у попередньому пунктi, задача (34), (35) має єдиний розв’язок
zk(s) = h(s) +
T∫
0
G(s, ξ)yk(ξ)dξ. (41)
Якщо тепер пiдставити зображення (41), замiнивши в ньому iндекс k на k− 1, у спiввiдно-
шення (37) та скористатись тим, що матриця K(s) є розв’язком задачi (39), (40), тобто її
можна подати у виглядi
K(s) =
T∫
0
G(s, ξ)C(ξ)dξ,
то матимемо
wk(s) = h(s) +
T∫
0
G(s, ξ)[yk−1(ξ) + C(ξ)µk]dξ. (42)
Пiдставивши (42) у (36) та виконавши нескладнi перетворення, отримаємо проекцiйно-
iтеративний метод для системи iнтегральних рiвнянь (24):
yk(s) = p(s) + r(s) +
T∫
0
K(s, ξ)vk(ξ)dξ, (43)
ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 4
ОДИН ВАРIАНТ ПРОЕКЦIЙНО-IТЕРАТИВНОГО МЕТОДУ ДЛЯ СИСТЕМ ЛIНIЙНИХ . . . 573
vk(s) = yk−1(s) + C(s)µk, (44)
T∫
0
Z(s)[yk(s)− vk(s)]ds = 0. (45)
Отже, питання встановлення умов збiжностi методу (25) – (33) звелося до вiдповiдного
питання для проекцiйно-iтеративного методу (43) – (45) для системи iнтегральних рiвнянь
(24). Умови ж збiжностi останнього є вiдомими [10].
Таким чином, у результатi проведених в данiй статтi дослiджень:
1) встановлено умови сумiсностi систем лiнiйних диференцiальних рiвнянь iз сталим
запiзненням нейтрального типу та обмеженнями;
2) обґрунтовано проекцiйно-iтеративний метод побудови наближених розв’язкiв та-
ких задач.
Отриманi результати можуть бути основою для аналогiчних дослiджень для систем
квазiлiнiйних диференцiальних рiвнянь iз запiзненням нейтрального типу та обмеження-
ми i можуть бути перенесенi на випадок змiнного запiзнення та бiльш складних додатко-
вих умов.
1. Мышкис А. Д. Линейные дифференциальные уравнения с запаздывающим аргументом. — М.: Наука,
1972. — 352 с.
2. Хейл Дж. К. Теория функционально-дифференциальных уравнений. — М.: Мир, 1983. — 431 с.
3. Азбелев Н. В., Максимов В. П., Рахматулина Л. Ф. Введение в теорию функционально-дифференци-
альных уравнений. — М.: Наука, 1991. — 280 с.
4. Бойчук А. А., Журавлев В. Ф., Самойленко А. М. Обобщенно-обратные операторы и нетеровы крае-
вые задачи. — Киев: Ин-т математики НАН Украины, 1995. — 319 с.
5. Лучка А. Ю., Ферук В. А. Проекцiйно-iтеративний метод для систем диференцiальних рiвнянь iз зага-
юванням та обмеженнями // Нелiнiйнi коливання. — 2003. — 6, № 2. — С. 206 – 232.
6. Лучка А. Ю., Ферук В. А. Модифiкований проекцiйно-iтеративний метод для систем квазiлiнiйних
диференцiальних рiвнянь iз запiзненням та обмеженням // Там же. — 2004. — 7, № 2. — С. 188 – 207.
7. Лучка А. Ю. Крайова задача для диференцiальних рiвнянь з iмпульсною дiєю i побудова її розв’язку
проекцiйним методом // Допов. НАН України. — 1993. — № 8. — С. 11 – 16.
8. Лучка А. Ю. Проекцiйно-iтеративний метод для диференцiальних рiвнянь з обмеженнями // Нелiнiйнi
коливання. — 2002. — 5, № 4. — С. 465 – 488.
9. Лучка А. Ю. Интегральные уравнения с ограничениями и методы их решения // Кибернетика и си-
стемный анализ. — 1996. — № 3. — С. 82 – 96.
10. Лучка А. Ю. Проекционно-итеративные методы. — Киев: Наук. думка, 1993. — 288 с.
Одержано 19.07.2006
ISSN 1562-3076. Нелiнiйнi коливання, 2006, т . 9, N◦ 4
|