Integral inequalities and stability of an equilibrium state on a time scale

We present some integral inequalities on a time scale and establish sufficient conditions for the uniform stability of an equilibrium state of a nonlinear system on a time scale.

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2010
Main Authors: Luk’yanova, T. A., Martynyuk, A. A., Лукьянова, Т. А., Мартынюк, А. А.
Format: Article
Language:Russian
English
Published: Institute of Mathematics, NAS of Ukraine 2010
Online Access:https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/2973
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal
Download file: Pdf

Institution

Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal
_version_ 1860508979137871872
author Luk’yanova, T. A.
Martynyuk, A. A.
Лукьянова, Т. А.
Мартынюк, А. А.
Лукьянова, Т. А.
Мартынюк, А. А.
author_facet Luk’yanova, T. A.
Martynyuk, A. A.
Лукьянова, Т. А.
Мартынюк, А. А.
Лукьянова, Т. А.
Мартынюк, А. А.
author_sort Luk’yanova, T. A.
baseUrl_str https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/oai
collection OJS
datestamp_date 2020-03-18T19:41:38Z
description We present some integral inequalities on a time scale and establish sufficient conditions for the uniform stability of an equilibrium state of a nonlinear system on a time scale.
first_indexed 2026-03-24T02:33:48Z
format Article
fulltext UDK 517.929 T. A. Luk\qnova, A. A. Mart¥ngk (Yn-t mexanyky NAN Ukrayn¥, Kyev) YNTEHRAL|NÁE NERAVENSTVA Y USTOJÇYVOST| SOSTOQNYQ RAVNOVESYQ NA VREMENNOJ ÍKALE Some integral inequalities on the time scale are presented and sufficient conditions of the uniform stability of equilibrium of a nonlinear system on the time scale are obtained. Navedeno deqki intehral\ni nerivnosti na çasovij ßkali ta otrymano dostatni umovy rivnomirno] stijkosti stanu rivnovahy nelinijno] systemy na çasovij ßkali. 1. Vvedenye. Yntehral\n¥e neravenstva qvlqgtsq mown¥m y ßyroko pry- menqem¥m sredstvom dlq kaçestvennoho yssledovanyq yntehral\n¥x y dyf- ferencyal\n¥x uravnenyj. V çastnosty, v knyhe [1] neravenstvo Hronuolla y1eho obobwenyq yspol\zugtsq dlq yzuçenyq yntehral\n¥x uravnenyj s de- heneratyvn¥m qdrom, system dyfferencyal\n¥x uravnenyj obweho vyda y kvazylynejn¥x system. V dannoj rabote podxod, predloΩenn¥j v [1], ras- prostranqetsq na sluçaj yntehral\n¥x y dyfferencyal\n¥x uravnenyj na vre- mennoj ßkale. Yssledovanye dynamyçeskyx uravnenyj na vremennoj ßkale qvlqetsq ak- tual\n¥m, poskol\ku pozvolqet kak odnovremenno opysat\ dynamyku system v neprer¥vnom y dyskretnom sluçaqx, tak y yssledovat\ dynamyku system¥ vo vremennoj oblasty „meΩdu” πtymy sostoqnyqmy. Krome toho, suΩenye rezul\- tatov, poluçenn¥x dlq obwej vremennoj ßkal¥, daet vozmoΩnost\ poluçat\ nov¥e rezul\tat¥ dlq dyskretn¥x system (naprymer, sledstvyq 3 y 4), analo- hyçn¥e yzvestn¥m dlq neprer¥vnoho sluçaq. V dannoj rabote na osnove nov¥x yntehral\n¥x neravenstv poluçen¥ ocenky reßenyj system yntehral\n¥x y dyfferencyal\n¥x uravnenyj na proyzvol\- noj vremennoj ßkale. ∏ty ocenky prymenen¥ dlq yssledovanyq ustojçyvosty sostoqnyq ravnovesyq system¥ dyfferencyal\n¥x uravnenyj obweho vyda. ∏ffektyvnost\ poluçenn¥x rezul\tatov prodemonstryrovana na konkretnom prymere. 2. Osnovn¥e oboznaçenyq y neobxodym¥e teorem¥. Vremennoj ßkaloj T naz¥vaetsq proyzvol\noe nepustoe zamknutoe podmnoΩestvo mnoΩestva ve- westvenn¥x çysel R . Osnovn¥e ponqtyq y teorem¥ matematyçeskoho analyza na vremennoj ßkale, takye kak opredelenyq proyzvodnoj y yntehrala, pravyla dyfferencyrovanyq y yntehryrovanyq, opredelenye πksponencyal\noj, rehres- syvnoj y rd-neprer¥vnoj funkcyj, podrobno yzloΩen¥ v rabotax [2, 3]. Pry- vedem tol\ko nekotor¥e neobxodym¥e ponqtyq y opredelenyq. Oboznaçym çerez Crd n( , )T R mnoΩestvo vsex rd-neprer¥vn¥x funkcyj g : T → Rn . Funkcyq f : T × Rn → Rn naz¥vaetsq rd-neprer¥vnoj, esly po- roΩdaem¥j eg operator superpozycyy ( )fx perevodyt mnoΩestvo Crd n( , )T R v sebq. Funkcyq f : T → R naz¥vaetsq rehressyvnoj, esly 1 + µ( ) ( )t f t ≠ 0 pry vsex t k∈T , y poloΩytel\no rehressyvnoj, esly 1 + µ( ) ( )t f t > 0 pry vsex t k∈T . MnoΩestvo vsex r d-neprer¥vn¥x y poloΩytel\no rehressyvn¥x funkcyj f : T → R oboznaçym çerez R+ . Funkcyq f : T × Rn → Rn naz¥vaetsq rehressyvnoj, esly pry lgbom © T. A. LUK|QNOVA, A. A. MARTÁNGK, 2010 1490 ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2010, t. 62, # 11 YNTEHRAL|NÁE NERAVENSTVA Y USTOJÇYVOST| SOSTOQNYQ RAVNOVESYQ … 1491 t k∈T operator F : Rn → Rn , dejstvugwyj po formule Fx = x + µ( ) ( , )t f t x , obratym. Krome toho, oboznaçym çerez R+ = u ∈{ R : u ≥ }0 , x = xii n 2 1 1 2 =∑( ) / nor- mu vektora x n∈R , a, +∞[ )T = t ∈{ T : a ≤ t < +∞} , a ∈T . Dalee nam potrebugtsq sledugwye lemm¥. Lemma 1 ([4], teorema 3.5). Pust\ funkcyy u, p : T → R+ r d-neprer¥vn¥ na T, funkcyq f : T → R+ qvlqetsq ∆-dyfferencyruemoj na T y f t∆ ( ) ≥ ≥ 0. Esly u t( ) ≤ f t( ) + p s u s s a t ( ) ( ) ∆∫ dlq vsex t ∈T , to u t( ) ≤ f a e t ap( ) ( , ) + f s e t s s a t p ∆ ∆( ) , ( )∫ ( )σ dlq vsex t ∈T , hde funkcyq e t ap( , ) , a ∈T , qvlqetsq reßenyem naçal\noj zadaçy x t∆ ( ) = p t x t( ) ( ) , x a( ) = 1. Lemma 2 ([5], zameçanye 2). Esly funkcyq p : T → R+ qvlqetsq r d-ne- prer¥vnoj na T, to e t ap( , ) ≤ exp ( )p s s a t ∫      ∆ pry vsex a ∈T , t ∈ a, +∞[ )T . V dal\nejßem budut neobxodym¥ takye svojstva πksponencyal\noj funk- cyy: 1) e a ap( , ) = 1, e t ap( , ) > 0 pry p ∈ +R , a ∈T y t ∈ a, +∞[ )T ; 2) p e s a s a t p∫ ( , ) ∆ = e t ap( , ) – 1 pry p ∈ +R , a ∈T y t ∈ a, +∞[ )T ; 3) esly λ ∈ +R , to lim ( , )t e t a→+∞ �λ = 0, hde �λ = − + ∈ +λ µ λ1 ( )t R (sm.1[6]). PredpoloΩym, çto na vremennoj ßkale T opredelena systema dynamyçe- skyx uravnenyj x t∆ ( ) = f t x t, ( )( ) , t I∈ , (1) x t t x( ; , )0 0 0 = x0 , t I0 ∈ , x n 0 ∈R , (2) hde x n∈R , I = α, +∞[ )T , α ∈T , f : I × Rn → Rn , f t( , )0 ≡ 0, sup T = + ∞. Krome toho, predpoloΩym, çto dlq zadaçy (1), (2) v¥polnqgtsq uslovyq su- westvovanyq edynstvennoho reßenyq na t0, +∞[ )T pry lgb¥x naçal\n¥x dan- n¥x ( , )t x0 0 ∈ I × Rn . ∏to reßenye budem oboznaçat\ x t( ) = x t t x( ; , )0 0 . ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2010, t. 62, # 11 1492 T. A. LUK|QNOVA, A. A. MARTÁNGK Opredelenye 1. Sostoqnye ravnovesyq x t( ) ≡ 0 system¥ (1) naz¥vaetsq ravnomerno ustojçyv¥m, esly dlq lgboho ε > 0 suwestvuet postoqnnaq δ = = δ ε( ) > 0 takaq, çto yz uslovyq x0 < δ sleduet ocenka x t t x( ; , )0 0 < ε pry vsex t ∈ t0, +∞[ )T y t I0 ∈ . V rabote [3] dlq proyzvol\noj vremennoj ßkal¥ dokazana sledugwaq teo- rema suwestvovanyq y edynstvennosty. Lemma 3 ([3], teorema 8.24). PredpoloΩym, çto dlq lgb¥x znaçenyj t ∈T y x n∈R opredelen¥ okrestnosty Ic = ( , )t c t c− + ∩ T y S b( ) = y n∈{ R : y x− < b} , hde c > 0, inf T ≤ t – c , sup T ≥ t + c, takye, çto vektor- funkcyq f : Ic × S b( ) → Rn qvlqetsq r d-neprer¥vnoj, ohranyçennoj na Ic × S b( ) y udovletvorqet uslovyg f t x f t x( , ) ( , )1 2− ≤ L t x x x( , ) 1 2− , L t x( , ) > 0, pry vsex ( , )t x1 , ( , )t x2 ∈ Ic × S b( ) . Krome toho, predpoloΩym, çto su- westvugt poloΩytel\n¥e neprer¥vn¥e funkcyy p, q : T → R+ takye, çto f t x( , ) ≤ p t x( ) + q t( ) pry vsex ( , )t x ∈ T × Rn . Tohda naçal\naq zadaça x t∆ ( ) = f t x t, ( )( ) , t ∈T , x t t x( ; , )0 0 0 = x0 , t0 ∈T , x n 0 ∈R , ymeet toçno odno reßenye na T. 3. Ocenky reßenyj system yntehral\n¥x y dyfferencyal\n¥x urav- nenyj. Rassmotrym yntehral\noe uravnenye vyda x t( ) = g t( ) + B t U s x s s a t ( ) , ( )( )∫ ∆ , t ∈ a, +∞[ )T , (3) hde x, g : a, +∞[ )T → Rn , B : a, +∞[ )T → R, U : a, +∞[ )T × Rn → Rn — rd-ne- prer¥vn¥e funkcyy, a I∈ . Pust\ suwestvuet reßenye uravnenyq (3) na a, +∞[ )T . Lemma 4. PredpoloΩym, çto suwestvugt rd-neprer¥vn¥e funkcyy L, M : I × R+ → R+ takye, çto: 1) U t x( , ) ≤ L t x,( ) pry vsex t I∈ , x n∈R ; 2) 0 ≤ L t u( , ) – L t( , )v ≤ M t u( , ) ( )v v− pry vsex t I∈ , u ≥ v ≥ 0. Tohda dlq reßenyq x t( ) yntehral\noho uravnenyq (3) pry vsex t ∈ a[ , +∞)T ymeet mesto ocenka x t g t( ) ( )− ≤ B t L s g s e t s s a t p( ) , ( ) , ( )( ) ( )∫ σ ∆ , hde p t( ) = B t M t g t( ) , ( )( ) . ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2010, t. 62, # 11 YNTEHRAL|NÁE NERAVENSTVA Y USTOJÇYVOST| SOSTOQNYQ RAVNOVESYQ … 1493 Dokazatel\stvo. Pust\ funkcyq x t( ) qvlqetsq reßenye uravnenyq (3). Oboznaçym y t( ) = U s x s s a t , ( )( )∫ ∆ (4) y yz (3) poluçym x t( ) = g t( ) + B t y t( ) ( ) . (5) Dyfferencyruq (4), s uçetom (5) ymeem y t∆ ( ) = U t g t B t y t, ( ) ( ) ( )+( ) , y a( ) = 0 . Tohda y t∆ ( ) = U t g t B t y t, ( ) ( ) ( )+( ) ≤ L t g t B t y t, ( ) ( ) ( )+( ) ≤ ≤ L t g t B t y t, ( ) ( ) ( )+( ) = L t g t B t y t, ( ) ( ) ( )+( ) – L t g t, ( )( ) + + L t g t, ( )( ) ≤ L t g t, ( )( ) + M t g t B t y t, ( ) ( ) ( )( ) (6) y, poskol\ku y t( ) = y s s a t ∆ ∆( )∫ ≤ y s s a t ∆ ∆( )∫ , yz (6) sleduet ocenka y t( ) ≤ y s s a t ∆ ∆( )∫ ≤ L s g s s a t , ( )( )∫ ∆ + + B s M s g s y s s a t ( ) , ( ) ( )∫ ( ) ∆ . (7) Oboznaçaq f t( ) = L s g s s a t , ( ) ,( )∫ ∆ p t( ) = B t M t g t( ) , ( )( ) , neravenstvo (7) zapys¥vaem v vyde y t( ) ≤ f t( ) + p s y s s a t ( ) ( )∫ ∆ , pry πtom f t∆ ( ) = L t g t, ( )( ) ≥ 0, f a( ) = 0. S uçetom lemm¥11 pry vsex t ∈ a, +∞[ )T poluçaem neravenstvo y t( ) ≤ f a e t ap( ) ( , ) + L s g s e t s s a t p, ( ) , ( )( ) ( )∫ σ ∆ , otkuda ymeem ocenku x t g t( ) ( )− ≤ B t y t( ) ( ) ≤ B t L s g s e t s s a t p( ) , ( ) , ( )( ) ( )∫ σ ∆ . Lemma 4 dokazana. Lemma 5. PredpoloΩym, çto suwestvuet rd-neprer¥vnaq funkcyq S : a[ , +∞)T × R+ → R+ takaq, çto pry vsex t ∈ a, +∞[ )T y x , y n∈R v¥polnq- etsq neravenstvo ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2010, t. 62, # 11 1494 T. A. LUK|QNOVA, A. A. MARTÁNGK U t x y U t x( , ) ( , )+ − ≤ S t x y,( ) . Tohda dlq reßenyq x t( ) yntehral\noho uravnenyq (3) pry vsex t ∈ a[ , +∞)T ymeet mesto ocenka x t g t( ) ( )− ≤ B t U s g s e t s s a t p( ) , ( ) , ( )( ) ( )∫ σ ∆ , (8) hde p t( ) = B t S t g t( ) , ( )( ) . Dokazatel\stvo. Kak y pry dokazatel\stve lemm¥14, dlq y t( ) = U s x s s a t , ( )( )∫ ∆ poluçaem ocenku y t∆ ( ) = U t g t B t y t( , ( ) ( ) ( ))+ ≤ U t g t( , ( )) + S t g t B t y t, ( ) ( ) ( )( ) , otkuda sleduet, çto y t( ) ≤ y s s a t ∆ ∆( )∫ ≤ U s g s s a t , ( )( )∫ ∆ + + B s S s g s y s s a t ( ) , ( ) ( )∫ ( ) ∆ . (9) Esly poloΩyt\ f t( ) = U s g s s a t , ( )( )∫ ∆ , p t( ) = B s S t g t( ) , ( )( ) , to nera- venstvo (9) prymet vyd y t( ) ≤ f t( ) + p s y s s a t ( ) ( )∫ ∆ . Tohda s uçetom lemm¥11 poluçaem y t( ) ≤ U s g s e t s s a t p, ( ) , ( )( ) ( )∫ σ ∆ , otkuda ymeem ocenku x t g t( ) ( )− ≤ B t y t( ) ( ) ≤ B t U s g s e t s s a t p( ) , ( ) , ( )( ) ( )∫ σ ∆ . Lemma 5 dokazana. Sledstvye 1 . PredpoloΩym , çto suwestvugt rd-neprer¥vn¥e funkcyy L, M : I × R+ → R+ takye, çto: 1) f t x( , ) ≤ L t x,( ) pry vsex t I∈ , x n∈R ; 2) 0 ≤ L t u( , ) – L t( , )v ≤ M t u( , ) ( )v v− pry vsex t I∈ , u ≥ v ≥ 0. Tohda dlq reßenyq x t( ) zadaçy (1), (2) pry vsex t ∈ t0, +∞[ )T ymeet mes- to ocenka ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2010, t. 62, # 11 YNTEHRAL|NÁE NERAVENSTVA Y USTOJÇYVOST| SOSTOQNYQ RAVNOVESYQ … 1495 x t x( ) − 0 ≤ L s x e t s s t t p, , ( )0 0 ( ) ( )∫ σ ∆ , (10) hde p t( ) = M t x, 0( ) . Dokazatel\stvo. Perepyßem uravnenyq (1) v vyde x t( ) = x0 + f s x s s t t , ( )( )∫ 0 ∆ . Yspol\zuq lemmu14 pry g t( ) ≡ x0 , B t( ) ≡ 1, a = t0 , poluçaem ocenku (10). Sledstvye 2. PredpoloΩym, çto suwestvuet rd -neprer¥vnaq funkcyq S : a, +∞[ )T × R+ → R+ takaq, çto pry vsex t ∈ a, +∞[ )T y x , y n∈R v¥- polnqetsq neravenstvo U t x y U t x( , ) ( , )+ − ≤ S t x y,( ) . Tohda dlq reßenyq x t( ) zadaçy (1), (2) pry vsex t ∈ t0, +∞[ )T ymeet mesto ocenka x t x( ) − 0 ≤ f s x e t s s t t p( , ) , ( )0 0 ∫ ( )σ ∆ , (11) hde p t( ) = S t x, 0( ) . Dokazatel\stvo. Kak y pry dokazatel\stve sledstvyq11, yspol\zuq lem- mu15 pry g t( ) ≡ x0 , B t( ) ≡ 1, a = t0 , poluçaem ocenku (11). 4. Osnovnoj rezul\tat. Teper\ m¥ moΩem dokazat\ sledugwye utverΩ- denyq. Teorema 1. PredpoloΩym, çto suwestvugt rd -neprer¥vn¥e funkcyy L, M : I × R+ → R+ takye, çto L t( , )0 ≡ 0 y v¥polnqgtsq neravenstva: 1) f t x( , ) ≤ L t x,( ) pry vsex t I∈ , x n∈R ; 2) 0 ≤ L t u( , ) – L t( , )v ≤ M t u( , ) ( )v v− pry vsex t I∈ , u ≥ v ≥ 0. Tohda esly suwestvugt postoqnn¥e K > 0, δ0 > 0 takye, çto M s s( , )δ α +∞ ∫ ∆ ≤ K dlq lgboho 0 ≤ δ ≤ δ0 , to sostoqnye ravnovesyq x t( ) ≡ 0 system¥ (1) rav- nomerno ustojçyvo. Dokazatel\stvo. Yspol\zuq sledstvye11 y lemmu12, dlq reßenyq x t( ) system¥ (1) poluçaem ocenku x t( ) ≤ x0 + x t x( ) − 0 ≤ x0 + L s x e t s s t t p, , ( )0 0 ( ) ( )∫ σ ∆ ≤ ≤ x0 + L s x p s t t s t , exp ( ) ( ) 0 0 ( )      ∫ ∫ τ τ σ ∆ ∆ = = x0 + L s x M x s t t s t , exp , ( ) 0 0 0 ( ) ( )      ∫ ∫ τ τ σ ∆ ∆ . (12) ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2010, t. 62, # 11 1496 T. A. LUK|QNOVA, A. A. MARTÁNGK V¥berem proyzvol\noe ε > 0 y poloΩym δ = δ ε( ) = min ε/2{ , ε/( )2KeK , δ0} . V sylu uslovyq12 teorem¥ L t u( , ) ≤ M t u( , )0 pry vsex t ∈ t0, +∞[ )T y u ≥ 0, otkuda sleduet neravenstvo L s u s t t ( , ) 0 ∫ ∆ ≤ u M s s t t ( , )0 0 ∫ ∆ ≤ u M s s( , )0 α +∞ ∫ ∆ ≤ Ku . ProdolΩaq ocenku (12), pry vsex x0 ≤ δ y t ∈ t0, +∞[ )T poluçaem x t( ) ≤ ε 2 + L s x M x s t t s t , exp , ( ) 0 0 0 ( ) ( )      ∫ ∫ τ τ σ ∆ ∆ ≤ ≤ ε 2 + L s x M x s t t , exp ,0 0 0 ( ) ( )      ∫ ∫ +∞ τ τ α ∆ ∆ ≤ ≤ ε 2 + e L s x sK t t , 0 0 ( )∫ ∆ ≤ ε 2 + e K xK 0 ≤ ε, otkuda y sleduet ravnomernaq ustojçyvost\ nulevoho sostoqnyq ravnovesyq system¥ (1). Teorema 1 dokazana. Teorema 2. PredpoloΩym, çto suwestvuet rd -neprer¥vnaq funkcyq S : α, +∞[ )T × R+ → R+ takaq, çto pry vsex t ∈ α, +∞[ )T y x , y n∈R v¥pol- nqetsq neravenstvo f t x y f t x( , ) ( , )+ − ≤ S t x y,( ) . Tohda esly suwestvugt postoqnn¥e K > 0 y δ0 > 0 takye, çto S u u, δ α ( ) +∞ ∫ ∆ ≤ K dlq lgboho 0 ≤ δ ≤ δ0 , to sostoqnye ravnovesyq x t( ) ≡ 0 system¥1(1) rav- nomerno ustojçyvo. Dokazatel\stvo. Polahaq y = – x pry vsex t I∈ y x n∈R , poluçaem ne- ravenstvo f t x( , ) ≤ S t x x,( ) , otkuda sohlasno lemme15 ymeem x t( ) ≤ x0 + x t x( ) − 0 ≤ x0 + f s x e t s s t t p( , ) , ( )0 0 ∫ ( )σ ∆ ≤ ≤ x0 + x S s x p s t t s t 0 0 0 , exp ( ) ( ) ( )      ∫ ∫ τ τ σ ∆ ∆ = = x0 + x S s x S x s t t s t 0 0 0 0 , exp , ( ) ( ) ( )      ∫ ∫ τ τ σ ∆ ∆ , (13) ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2010, t. 62, # 11 YNTEHRAL|NÁE NERAVENSTVA Y USTOJÇYVOST| SOSTOQNYQ RAVNOVESYQ … 1497 hde p t( ) = S t x, 0( ) , t ∈ t0, +∞[ )T . V¥berem proyzvol\noe ε > 0 y poloΩym δ = δ ε( ) = min ε/2{ , ε/( )2KeK , δ0} . ProdolΩaq ocenku (13), pry vsex x0 ≤ δ y t ∈ t0, +∞[ )T poluçaem x t( ) ≤ ε 2 + x S s x S x s0 0 0, exp ,( ) ( )       +∞ +∞ ∫ ∫ α α τ τ∆ ∆ ≤ ≤ ε 2 + x e S s x sK 0 0,( ) +∞ ∫ α ∆ ≤ ≤ ε 2 + e K xK 0 ≤ ε, otkuda y sleduet ravnomernaq ustojçyvost\ nulevoho sostoqnyq ravnovesyq system¥ (1). Teorema 2 dokazana. Zameçanye 1. V sluçae, kohda T = R, yntehral y ∆-proyzvodnaq na T sovpadagt s yntehralom Rymana y πjlerovoj proyzvodnoj. Poπtomu teore- m¥13.5.1 y 3.5.7 yz [1] avtomatyçesky poluçagtsq kak sledstvyq yz teorem 1 y 2. Pust\ teper\ T = Z. V πtom sluçae naçal\naq zadaça (1), (2) prynymaet vyd ∆x( )τ = f x tτ, ( )( ) , τ ∈ I , (14) x x( ; , )τ τ0 0 0 = x0 , τ0 ∈ I , x n 0 ∈R , (15) hde x n∈R , ∆x( )τ = x( )τ + 1 – x( )τ , I = α{ , α + 1, α + 2, …} , α ∈Z , f : I × × Rn → Rn , f ( , )τ 0 ≡ 0, y dlq zadaçy (14), (15) v¥polnqgtsq uslovyq suwest- vovanyq y edynstvennosty reßenyq na τ0, +∞[ )T pry lgb¥x naçal\n¥x dann¥x ( , )τ0 0x ∈ I × Rn . Sledstvye 3. PredpoloΩym, çto suwestvugt funkcyy L , M : I × R+ → → R+ takye, çto L( , )τ 0 ≡ 0 y v¥polnqgtsq neravenstva: 1) f x( , )τ ≤ L xτ,( ) pry vsex τ ∈ I , x n∈R , 2) 0 ≤ L u( , )τ – L( , )τ v ≤ M u( , ) ( )τ v v− pry vsex τ ∈ I , u ≥ v ≥ 0. Esly suwestvugt postoqnn¥e K > 0, δ0 > 0 takye, çto M( , )τ δ τ α= +∞ ∑ ≤ K dlq lgboho 0 ≤ δ ≤ δ0 , to sostoqnye ravnovesyq x t( ) ≡ 0 system¥1(14) rav- nomerno ustojçyvo. Sledstvye 4. PredpoloΩym, çto suwestvuet funkcyq S : I × R+ → R+ takaq, çto pry vsex t I∈ y x, y n∈R v¥polnqetsq neravenstvo f t x y f t x( , ) ( , )+ − ≤ S t x y,( ) . Tohda esly suwestvugt postoqnn¥e K > 0 y δ0 > 0 takye, çto S( , )τ δ τ α= +∞ ∑ ≤ K ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2010, t. 62, # 11 1498 T. A. LUK|QNOVA, A. A. MARTÁNGK dlq lgboho 0 ≤ δ ≤ δ0 , to sostoqnye ravnovesyq x t( ) ≡ 0 system¥ (14) rav- nomerno ustojçyvo. 5. Prymer. Rassmotrym systemu dynamyçeskyx uravnenyj na vremennoj ßkale T vyda x t A t x t∆ ( ) ( ) ( )= , (16) hde x = ( , )x x1 2 T , x1 , x2 : T → R, A t( ) = 0 0 a t a t ( ) ( )     , I = α, +∞[ )T . Predpo- loΩym, çto funkcyq a : T → R qvlqetsq neprer¥vnoj, rehressyvnoj, a t( ) ≠ 0 pry vsex t I∈ y a s s( ) α +∞ ∫ ∆ ≤ M . Qsno, çto funkcyq f t x( , ) = A t x( ) qvlqetsq rd-neprer¥vnoj. PokaΩem, çto ona rehressyvna. Dlq πtoho dostatoçno pokazat\, çto pry lgbom fyksyro- vannom t I∈ operator F : R2 → R2 , dejstvugwyj po formule F x( ) = x + + µ( ) ( )t A t x , obratym. Dlq lgboho z ∈R2 uravnenye F( )ξ = z ymeet edynst- vennoe reßenye ξ = z t a t2 1( +/( ( ) ( ))µ , z t a t1 1/( ( ) ( ))+ )µ T , çto y oznaçaet obra- tymost\ operatora F y, sootvetstvenno, rehressyvnost\ funkcyy f t x( , ) . Poskol\ku f t x( , ) = a t x( ) , v¥polnen¥ uslovyq lemm¥13, t.1e. su- westvuet edynstvennoe reßenye system¥ (16) na t0, +∞[ )T pry lgb¥x naçal\- n¥x dann¥x ( , )t x0 0 ∈ I × R2 . Proverym v¥polnenye uslovyj teorem¥11. Lehko vydet\, çto L t u( , ) = = a t u( ) ≥ 0 pry u ≥ 0 y, krome toho, 0 ≤ L t u( , ) – L t( , )v = a t u( ) ( )− v pry u ≥ v ≥ 0 y M t( , )v = a t( ) . Funkcyy L t u( , ) , M t( , )v rd-neprer¥vn¥, po- πtomu uslovyq teorem¥11 v¥polnen¥ y sostoqnye ravnovesyq x t( ) ≡ 0 syste- m¥1(16) ravnomerno ustojçyvo. V çastnosty, funkcyq a t( ) = � �λ αλe t( , ) = λ µ λ αλ 1 + ( ) ( , ) t e t� pry neprer¥vnoj µ( )t qvlqetsq neprer¥vnoj y rehressyvnoj pry λ > 0. Po- skol\ku λ µ λ α α λ 1 + +∞ ∫ ( ) ( , ) s e s s� ∆ = − +∞ ∫ � �λ α α λe s s( , ) ∆ = − +∞e s�λ αα( , ) = = − −   →+∞ lim ( , ) ( , ) s e s e� �λ λα α α = 1, sostoqnye ravnovesyq x t( ) ≡ 0 system¥ (16) ravnomerno ustojçyvo. 6. Zaklgçytel\n¥e zameçanyq. Za redkym ysklgçenyem (sm. [4]) osnov- n¥m yntehral\n¥m neravenstvom, prymenqem¥m na vremennoj ßkale, qvlqetsq neravenstvo Hronuolla (sm. [3]) y nekotor¥e eho modyfykacyy. Lemm¥ 4 y 5, pryvedenn¥e v πtoj stat\e, pozvolqgt rasßyryt\ hranyc¥ prymenymosty yn- ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2010, t. 62, # 11 YNTEHRAL|NÁE NERAVENSTVA Y USTOJÇYVOST| SOSTOQNYQ RAVNOVESYQ … 1499 tehral\n¥x neravenstv na vremennoj ßkale v processe analyza reßenyj dyna- myçeskyx uravnenyj. Yx prymenenye moΩet okazat\sq perspektyvn¥m v soçeta- nyy s metodom funkcyy Lqpunova dlq dynamyçeskyx uravnenyj (sm. [7]). 1. Dragomir S. S. The Gronwall type lemmas and applications. – Timisoara: Tipografia Univ. Timi- soara, 1987. – 90 p. 2. Boxner M., Mart¥ngk A. A. ∏lement¥ teoryy ustojçyvosty A. M. Lqpunova dlq dynamy- çeskyx uravnenyj na vremennoj ßkale // Prykl. mexanyka. – 2007. – 43, # 9. – S. 3 – 27. 3. Bohner M., Peterson A. Dynamic equations on time scales: An introduction with applications. – Boston: Birkhäuser, 2001. – 358 p. 4. Pachpatte D. B. Explicit estimates on integral inequalities with time scale // J. Inequalities in Pure and Appl. Math. – 2006. – 7, # 4. 5. Bohner M. Some oscillation criteria for first order delay dynamic equations // Far East J. Appl. Math. – 2005. – 18, # 3. – P. 289 – 304. 6. Peterson A. C., Raffoul Y. N. Exponential stability of dynamic equations on time scales // Adv. Difference Equat. – 2005. – 2005, # 2. – P. 133 – 144. 7. Mart¥ngk-Çernyenko G. A. K teoryy ustojçyvosty dvyΩenyq nelynejnoj system¥ na vre- mennoj ßkale // Ukr. mat. Ωurn. – 2008. – 60, # 6. – S. 776 – 782. Poluçeno 30.11.09, posle dorabotky — 02.07.10 ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2010, t. 62, # 11
id umjimathkievua-article-2973
institution Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal
keywords_txt_mv keywords
language rus
English
last_indexed 2026-03-24T02:33:48Z
publishDate 2010
publisher Institute of Mathematics, NAS of Ukraine
record_format ojs
resource_txt_mv umjimathkievua/20/0c23ab975e4ca57d46d69def7e3ad620.pdf
spelling umjimathkievua-article-29732020-03-18T19:41:38Z Integral inequalities and stability of an equilibrium state on a time scale Интегральные неравенства и устойчивость состояния равновесия на временной шкале Luk’yanova, T. A. Martynyuk, A. A. Лукьянова, Т. А. Мартынюк, А. А. Лукьянова, Т. А. Мартынюк, А. А. We present some integral inequalities on a time scale and establish sufficient conditions for the uniform stability of an equilibrium state of a nonlinear system on a time scale. Наведено деякі інтегральні нерівності на часовій шкалі та отримано достатні умови рівномірної стійкості стану рівноваги нелінійної системи на часовій шкалі. Institute of Mathematics, NAS of Ukraine 2010-11-25 Article Article application/pdf https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/2973 Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal; Vol. 62 No. 11 (2010); 1490–1499 Український математичний журнал; Том 62 № 11 (2010); 1490–1499 1027-3190 rus en https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/2973/2696 https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/2973/2697 Copyright (c) 2010 Luk’yanova T. A.; Martynyuk A. A.
spellingShingle Luk’yanova, T. A.
Martynyuk, A. A.
Лукьянова, Т. А.
Мартынюк, А. А.
Лукьянова, Т. А.
Мартынюк, А. А.
Integral inequalities and stability of an equilibrium state on a time scale
title Integral inequalities and stability of an equilibrium state on a time scale
title_alt Интегральные неравенства и устойчивость состояния равновесия на временной шкале
title_full Integral inequalities and stability of an equilibrium state on a time scale
title_fullStr Integral inequalities and stability of an equilibrium state on a time scale
title_full_unstemmed Integral inequalities and stability of an equilibrium state on a time scale
title_short Integral inequalities and stability of an equilibrium state on a time scale
title_sort integral inequalities and stability of an equilibrium state on a time scale
url https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/2973
work_keys_str_mv AT lukyanovata integralinequalitiesandstabilityofanequilibriumstateonatimescale
AT martynyukaa integralinequalitiesandstabilityofanequilibriumstateonatimescale
AT lukʹânovata integralinequalitiesandstabilityofanequilibriumstateonatimescale
AT martynûkaa integralinequalitiesandstabilityofanequilibriumstateonatimescale
AT lukʹânovata integralinequalitiesandstabilityofanequilibriumstateonatimescale
AT martynûkaa integralinequalitiesandstabilityofanequilibriumstateonatimescale
AT lukyanovata integralʹnyeneravenstvaiustojčivostʹsostoâniâravnovesiânavremennojškale
AT martynyukaa integralʹnyeneravenstvaiustojčivostʹsostoâniâravnovesiânavremennojškale
AT lukʹânovata integralʹnyeneravenstvaiustojčivostʹsostoâniâravnovesiânavremennojškale
AT martynûkaa integralʹnyeneravenstvaiustojčivostʹsostoâniâravnovesiânavremennojškale
AT lukʹânovata integralʹnyeneravenstvaiustojčivostʹsostoâniâravnovesiânavremennojškale
AT martynûkaa integralʹnyeneravenstvaiustojčivostʹsostoâniâravnovesiânavremennojškale