Исследуется однозначная разрешимость линейных обратных коэффициентных задач для эволюционного уравнения в банаховом пространстве с производной Капуто Фабрицио. Оператор при неизвестной функции в уравнении предполагается ограниченным, уравнение снабжено условием Коши. Для обратной задачи с постоянным неизвестным коэффициентом и с интегральным в смысле Римана Стилтьеса условием переопределения, включающим в себя условие финального переопределения как частный случай, получен критерий корректности. Достаточные условия однозначной разрешимости и оценка корректности на решение получены для линейной обратной задачи с зависящим от времени неизвестным коэффициентом. Полученные абстрактные результаты использованы при исследовании обратных задач с неизвестным коэффициентом, зависящим только от пространственных переменных или только от времени, для уравнений с многочленами от самосопряжённого эллиптического дифференциального оператора по пространственным переменным.
Идентификаторы и классификаторы
Обратные задачи для дифференциальных уравнений с неизвестными коэффициентами часто возникают в прикладных исследованиях и поэтому уже несколько десятилетий вызывают большой интерес многих авторов [1–9]. В последние годы все большее внимание исследователи уделяют обратным задачам для уравнений с различными дробными производными: Римана — Лиувилля [10–13], Герасимова — Капуто [14–23], Джрбашяна — Нерсесяна [24; 25].
Список литературы
1. Kozhanov A. I.Composite Type Equations and Inverse Problems. Utrecht: VSP, 1999.
2. Prilepko A. I., Orlovskii D. G., Vasin I. A. Methods for Solving Inverse Problems in Mathematical Physics. New York, Basel: Marcel Dekker, Inc., 2000.
3. Тихонов И. В., Эйдельман Ю. С. Обратная задача для дифференциального уравнения в банаховом пространстве и распределение нулей целой функции типа МиттагЛеффлера // Дифференц. уравнения. 2002. Т. 38, № 5. С. 637-644. EDN: LHCODR
4. Abasheeva N. L. Some inverse problems for parabolic equations with changing time direction // Journal of Inverse and Ill-Posed Problems. 2004. Vol. 12, no. 4. P. 337-348. EDN: YVMQDX
5. Fedorov V. E., Urazaeva A. V. An inverse problem for linear Sobolev type equations // Journal of Inverse and Ill-Posed Problems. 2004. Vol. 12, no. 4. P. 387-395. EDN: HJIYZI
6. Favini A., Lorenzi A. Differential Equations. Inverse and Direct Problems. New York: Chapman and Hall/CRC, 2006.
7. Фалалеев М. В. Абстрактная задача прогноз-управление с вырождением в банаховых пространствах // Изв. Иркут. гос. ун-та. Сер. Математика. 2010. Т. 3, № 1. C. 126-132. EDN: LGURGN
8. Пятков С. Г., Самков М. Л. О некоторых классах коэффициентных обратных задач для параболических систем уравнений // Мат. тр. 2012. Т. 15, № 1. C. 155-177. EDN: OXSWDJ
9. Al Horani M., Favini A. Degenerate first-order inverse problems in Banach spaces // Nonlinear Analysis. 2012. Vol. 75, no. 1. P. 68-77.
10. Глушак А. В. Об одной обратной задаче для абстрактного дифференциального уравнения дробного порядка // Мат. заметки. 2010. Т. 87, вып. 5. C. 684-693. EDN: RLRDYH
11. Orlovsky D. G. Parameter determination in a differentia equation of fractional order with Riemann Liouville fractional derivative in a Hilbert space // Журн. Сиб. федер. ун-та. Математика и физика. 2015. Т. 8, № 1. P. 55-63. EDN: TIJFZN
12. Fedorov V. E., Nazhimov R. R. Inverse problems for a class of degenerate evolution equations with Riemann Liouville derivative // Fractional Calculus and Applied Analysis. 2019. Vol. 22, no. 2. P. 271-286. EDN: SPNXMS
13. Fedorov V. E., Nagumanova A. V., Avilovich A. S. A class of inverse problems for evolution equations with the Riemann Liouville derivative in the sectorial case // Mathematical Methods in the Applied Sciences. 2021. Vol. 44, no. 15. P. 11961-11969. EDN: TNDAGT
14. Fedorov V. E., Ivanova N. D. Identification problem for degenerate evolution equations of fractional order // Fractional Calculus and Applied Analysis. 2017. Vol. 20, no. 3. P. 706-721. EDN: XNMPEK
15. Orlovsky D. G. Determination of the parameter of the differential equation of fractional order with the Caputo derivative in Hilbert space // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1205, no. 1. P. 012042. EDN: ONHQWG
16. Федоров В. Е., Костич М. Задача идентификации для сильно вырожденных эволюционных уравнений с производной Герасимова Капуто // Дифференц. уравнения. 2021. Vol. 57, no. 1. P. 100-113. EDN: SARYCR
17. Fedorov V. E., Nagumanova A. V., Kosti’c M. A class of inverse problems for fractional order degenerate evolution equations // Journal of Inverse and Ill-Posed Problems. 2021. Vol. 29, iss. 2. P. 173-184. EDN: LAVGPO
18. Ашуров Р. Р., Файзиев Ю. Э. Обратная задача по определению порядка дробной производной в волновом уравнении // Мат. заметки. 2021. Т. 110, № 6. C. 824-836. EDN: JZSMQZ
19. Kostin A. B., Piskarev S. I. Inverse source problem for the abstract fractional differential equation // Journal of Inverse and Ill-Posed Problems. 2021. Vol. 29, no. 2. P. 267-281. EDN: VQOTMO
20. Orlovsky D., Piskarev S. Inverse problem with final overdetermination for timefractional differential equation in a Banach space // Journal of Inverse and Ill-Posed Problems. 2022. Vol. 30, no. 2. P. 221-237. EDN: AEXWQY
21. Fedorov V. E., Ivanova N. D., Borel L. V., Avilovich A. S. Nonlinear inverse problems for fractional differential equations with sectorial operators // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2022. Vol. 43, no. 11. P. 3125-3141. EDN: HMJHCT
22. Fedorov V. E., Nagumanova A. V. Inverse linear problems for a certain class of degenerate fractional evolution equations // Journal of Mathematica Sciences. 2022. Vol. 260, no. 3. P. 371-386. EDN: ATNVOH
23. Федоров В. Е., Плеханова М. В., Иванова Н. Д., Шуклина А. Ф., Филин Н. В. Нелинейные обратные задачи для некоторых уравнений с дробными производными // Челяб. физ.-мат. журн. 2023. Т. 8, вып. 2. С. 190-202. EDN: QAYEFW
24. Fedorov V. E., Plekhanova M. V., Melekhina D. V. Nonlinear inverse problems for equations with Dzhrbashyan Nersesyan derivatives // Fractal and Fractional. 2023. Vol. 7, no. 6. P. 464. EDN: AIRMME
25. Fedorov V. E., Plekhanova M. V., Melekhina D. V. On local unique solvability for a class of nonlinear identification problems // Axioms. 2023. Vol. 12, no. 11. P. 1013. EDN: BKHEGM
26. Caputo M., Fabrizio M. A new definition of fractional derivative without singular kernel // Progress in Fractional Differentiation and Applications. 2015. Vol. 1, no. 2. P. 73-85. EDN: MFDGNF
27. Al-Salti N., Karimov E., Sadarangani K. On a differential equation with Caputo Fabrizio fractional derivative of order 1 < β № 2 and application to mass-spring-damper system // Progress in Fractional Differentiation and Applications. 2016. Vol. 2. P. 257- 263.
28. Losada J., Nieto J. J. Properties of a new fractional derivative without singular kernel // Progress in Fractional Differentiation and Applications. 2015. Vol. 1, no. 2. P. 87-92.
29. Al-Refai M., Abdeljawad T. Analysis of the fractional diffusion equations with fractional derivative of non-singular kernel // Advances in Difference Equations. 2017. Vol. 2017. P. 1-12.
30. Gomez-Aguilar J. F., Torres L., Yepez-Martinez H., Calderon-Ramon C., Cruz-Orduna I., Escobar-Jimenez V. H., Olivares-Peregrino R. F. Modeling of a mass-spring-damper system by fractional derivatives with and without a singular kernel // Entropy. 2015. Vol. 17. P. 6289-6303. EDN: UGJXEI
31. Alkahtani B., Atangana A. Controlling the wave movement on the surface of shallow water with the Caputo Fabrizio derivative with fractional order // Chaos Solitons & Fractals. 2016. Vol. 89. P. 539-546.
32. Caputo M., Fabrizio M. Applications of new time and spatial fractional derivatives with exponential kernels // Progress in Fractional Differentiation and Applications. 2016. Vol. 2. P. 1-11.
33. Gomez-Aguilar J. F., Torres L., Yepez-Martinez H., Baleanu D., Reyes J. M., Sosa I. O. Fractional Lienard tyme model of a pipeline within the fractional derivative without singular kernel // Advances in Difference Equations. 2016. Vol. 2016. P. 1-13.
34. Tuan N. H., Mohammadi H., Rezapour S. A mathematical model for COVID-19 transmission by using the caputo fractional derivative // Chaos, Solitons, and Fractals. 2020. Vol. 140. P. 110107. EDN: THETUG
35. LePage W. R.Complex Variables and the Laplace Transforn for Engineers. New York: Dover Publ., 1961.
36. Трибель Х. Теория интерполяции. Функциональные пространства. Дифференциальные операторы. М.: Мир, 1980.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Приводится сравнение моделей сегментации для решения задачи выявления лесных рубок в зимний период по паре космических снимков Sentinel-2. В сравнение попали модели, основанные на свёрточных нейронных сетях из библиотеки segmentation models, разработанной для языка программирования Python. В качестве данных для обучения моделей использовались снимки с 2018 по 2022 г. из открытых источников Европейского космического агентства, которые были сделаны над территорией Ханты-Мансийского автономного округа Югры. Данные снимки были предобработаны для решения задач: проведения атмосферной коррекции снимков, приведения пар снимков к единой проекции, нарезки снимков на кадры. Маски лесных рубок формировались вручную с 2015 г. в центре космических услуг Югорского научноисследовательского института информационных технологий. Для оценки качества моделей использовалась F1-мера, так как требуется оценить, находит ли модель все рубки, насколько точно модель находит рубки, а также F1-мера позволяет учесть ложные срабатывания модели. Лучший результат показала модель UNet++ с оценкой 0.847. Остальные рассмотренные модели показали близкий результат, что говорит о схожести данных моделей применительно к задачам сегментации лесных рубок.
The analysis and generalization of the calculation results of the structure, electronic and energy characteristics of graphene monolayer polymorphs L6, L4-8, L3-12, L4-6-12, L5-7 functionalized with fluorine, hydrogen and hydroxyl group atoms has been carried out. It has been established that in graphanes and fluorographenes, as the deformation parameter increases, the sublimation energy decreases and the lattice constant increases. The sublimation energy decreases in the sequence: hydroxygraphenes, fluorographenes, graphanes. The studied materials have a band gap ranging from 1.93 to 6.46 eV. It has been established that the band gap decreases with increase of sublimation energy. With an increase of the electronegativity of the attached atoms (groups), the sublimation energy increases, and the band gap decreases. Graphanes have the lowest sublimation energy and the largest band gap.
Проведены экспериментальные исследования магнитных и магнитокалорических свойств поликристаллических сплавов Gd3Al2, Tb3Al2, Dy3Al2, Ho3Al2 во внешних магнитных полях до 3 Тл, а также рассчитано изменение магнитной части энтропии в высоких магнитных полях, генерируемых сверхпроводящими магнитными системами. Магнитные измерения показали, что эти соединения обладают малой коэрцитивной силой и выходят на насыщение в малых полях. Установлено, что магнитокалорический эффект в исследованных соединениях наблюдается в широком температурном диапазоне, а для интерметаллидов Gd3Al2, Tb3Al2, Dy3Al2, Ho3Al2 имеет несколько областей существования, сопоставимых по величине эффекта. Наличие нескольких интервалов существования МКЭ обусловливается серией магнитных фазовых переходов в этих ферримагнитных соединениях.
Рассмотрена кинетика ионного обмена в сурьмяной кислоте (СК) состава H2Sb2O6·nH2O, где 2
Представлены математическая модель и численная методика для расчётов процессов, происходящих при сублимации твёрдого вещества в низкотемпературном газогенераторе на основе программного комплекса ANSYS Fluent с использованием пользовательских функций. Приведены результаты расчётов в рамках используемой математической модели и расчётной технологии. Выявлены закономерности, происходящие при обтекании, прогреве и сублимации твёрдого вещества.
We have investigated the correctness of a linear inverse problem for a three-dimensional second kind, second order mixed-type equation in an unbounded parallelepiped. The existence and uniqueness theorems for a generalized solution to a linear inverse problem for the equation with a semi-nonlocal boundary condition are proved in a certain class of integrable functions. The ε-regularization, a priori estimates, approximation sequences, and Fourier transform methods are applied.
Рассмотрены некоторые подалгебры алгебры Ли, полученные ранее в групповой классификации модели Геана Пу ценообразования опционов с учётом издержек и влияния рынка. Для пятимерной алгебры Ли найдены инвариантные подмодели в случае одномерных подалгебр и инвариантные решения в случае двумерных подалгебр общего вида. Для трёх шестимерных алгебр Ли рассмотрены одномерные и двумерные подалгебры и получены точные решения для ряда линеаризуемых инвариантных подмоделей.
Получены условия на линейный замкнутый оператор в терминах расположения его резольвентного множества и оценок на его резольвенту и её производные, необходимые и достаточные для порождения этим оператором сильно непрерывного разрешающего семейства операторов. Доказаны некоторые свойства таких разрешающих семейств, получена теорема об однозначной разрешимости задачи Коши для соответствующего линейного неоднородного уравнения. Полученные результаты использованы для доказательства однозначной разрешимости начально-краевых задач для уравнений с многочленами от самосопряжённого эллиптического дифференциального по пространственным переменным оператора и с распределённой производной по времени.
Доказывается регулярная разрешимость задачи с осевой симметрией для квазилинейного многомерного уравнения со сменой направления параболичности и неизвестной границей смены типа из класса W 1. На этой неизвестной границе смены направления эволюции задаётся условие, подобное условию Стефана, в котором постоянная, (играющая в случае задачи Стефана для уравнения теплопроводности роль скрытой удельной теплоты плавления вещества) также неизвестна.
Изучена задача Келдыша для трёхмерного эллиптического уравнения с тремя сингулярными коэффициентами в прямоугольном параллелепипеде. На основании свойства полноты систем собственных функций двух одномерных спектральных задач доказана теорема единственности. Решение поставленной задачи построено в виде суммы двойного ряда Фурье Бесселя.
Рассматривается задача о построении множеств достижимости нелинейных управляемых систем. Для решения данной задачи предлагается сеточный алгоритм, в котором совмещены процедуры вычисления следующего по времени множества достижимости и прореживания. Этот подход позволяет при проведении вычислений более эффективно использовать ресурсы ЭВМ. На языке программирования C++ с использованием технологии параллельных вычислений OpenMP написана программа, реализующая предложенный алгоритм. Проведены модельные расчёты.
25 октября 2024 года исполняется 90 лет со дня рождения академика АН Республики Узбекистан Тухтамурада Джураевича Джураева, известного ученого, специалиста по дифференциальным уравнениям и математическим задачам механики, государственного деятеля науки и образования Узбекистана
Издательство
- Издательство
- ЧЕЛГУ
- Регион
- Россия, Челябинск
- Почтовый адрес
- 454001, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Братьев Кашириных, д.129
- Юр. адрес
- 454001, Челябинская обл, г Челябинск, Калининский р-н, ул Братьев Кашириных, д 129
- ФИО
- Таскаев Сергей Валерьевич (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- rector@csu.ru
- Контактный телефон
- +7 (351) 7419767
- Сайт
- https://www.csu.ru/