О МЕТОДЕ КОЛЛОКАЦИИ ПРИ ПОСТРОЕНИИ РЕШЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ ВОЛЬТЕРРА ВТОРОГО РОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МНОГОЧЛЕНОВ ЧЕБЫШЕВА И ЛЕЖАНДРА (2024)
Предлагается матричная реализация метода коллокации для построения решения интегральных уравнений Вольтерра второго рода с применением систем ортогональных полиномов Чебышева первого рода и полиномов Лежандра. Подынтегральная функция в рассматриваемых уравнениях представляется в виде частичной суммы ряда по этим многочленам. В качестве точек коллокаций выбираются корни полиномов Чебышева и Лежандра. С использованием матричных и интегральных преобразований, свойств конечных сумм произведений этих полиномов и весовых функций в нулях соответствующих многочленов со степенью, равной числу узлов, интегральные уравнения приводятся к системам линейных алгебраических уравнений относительно неизвестных значений искомых функций в этих точках. В результате решения интегральных уравнений Вольтерра второго рода находятся путем полиномиальных интерполяций полученных значений функций в точках коллокаций с использованием обратных матриц, элементы которых записываются на основе ортогональных соотношений для этих полиномов. Элементы интегральных матриц также приводятся в явном виде. Получены оценки погрешностей построенных решений по бесконечной норме. Представлены результаты проведенных вычислительных экспериментов, которые демонстрируют эффективность использованного метода коллокации.