Досліджено крайові та мішані задачі для диференціальних рівнянь з частинними похідними в кусково-однорідних середовищах. Запроваджено новий клас інтегральних і гібридних інтегральних перетворень типу Мелера - Фока, породжених узагальним диференціальним оператором Лежандра. Розглянуто новий клас інваріантних диференціальних рівнянь з узагальненим оператором Лежандра в однозв'язних областях евклідового простору та на ріманових многовидах. Доведено теореми про інтегральні зображення точних розв'язків крайових задач для диференціальних рівнянь еліптичного типу другого порядку в кусково-однорідних циліндричних і сферичних середовищах. Аналогічні теореми одержано у випадку мішаних задач у даних середовищах для диференціальних рівнянь параболічного типу другого порядку. Побудовано інтегральні перетворення типу Мелера - Фока для однорідних і кусково-однорідних середовищ, породжених узагальненим диференціальним оператором Лежандра другого порядку, обгрунтовано можливості їх застосування в теорії диференціальних рівнянь з частинними похідними та задачах математичного аналізу. Доведено теореми про інтегральні зображення дельта-функції Дірака, запроваджено нові класи інтегральних перетворень з невідокремленими змінними типу Бохнера - Лежандра та Бохнера - Шестопала в однозв'язних областях евклідового простору та на ріманових многовидах. Доведено теореми про інтегральні зображення фундаментальних розв'язків задачі Коші для інваріантних рівнянь параболічного та гіперболічного типів та фундаментального розв'язку для інваріантних рівнянь еліптичного типу з узагальненим оператором Лежандра в однозв'язних областях евклідового простору та на ріманових многовидах.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена дослідженню інтегро-функціональних рівнянь щодо існування їхніх розв'язків та методів їхнього знаходження. Важливість цих рівнянь зумовлена зокрема тим, що до таких рівнянь зводяться крайові задачі для диференціальних рівнянь з відхиленням аргументу нейтрального типу, коли відхилення аргументу може бути змінною величиною. Знайти точні розв'язки згаданих рівнянь можна лише в окремих випадках, тому важливим є дослідження методів побудови наближених розв'язків цих рівнянь. Одним з таких методів є колокаційно-ітеративний метод. У роботі обґрунтувано різні варіанти колокаційно-ітеративноного методу (стаціонарного так нестаціонарного) до розв'язування інтегро-функціональних рівнянь, як лінійних так і з малою нелінійністю. Встановлено умови збіжності та оцінки похибки методу. На основі цього розроблені обчислювальні схеми. Застосовано колокаційно-ітеративний метод до нелінійних інтегро-функціональних рівнянь. Розглянуто питання використання методу послідовних наближень, методу колокації та колокаційно-ітеративний методу до побудови наближених розв'язків крайової задачі для диференціально-функціонального рівняння. Досліджено інтегро-функціональні рівняння з додатковими умовами. У цьому випадку, крім питання застосування колокаційно-ітеративного методу виникає питання сумісності поставленої задачі. Результати дисертації мають як теоретичне, так і прикладне значення. Вони розширюють область застосування колокаційно-ітеративного методу та збагачують теорію інтегро-функціональних рівнянь. Розроблені обчислювальні алгоритми можуть бути використані для знаходження розв'язків конкретних математичних моделей, які зустрічаються у фізиці, біології, економіці, медицині й інших галузях людської діяльності. Їх можна застосовувати в подальших теоретичних дослідженнях щодо застосування колокаційно-ітеративного методу.^UThe thesis is devoted to the research of integro-functional equations concerning the existence of their solutions and methods of their finding. The importance of these equations is due in particular to the fact that such equations reduce boundary value problems for differential equations with a deviation of the argument of the neutral type, when the deviation of the argument can be a variable. Exact solutions of these equations can be found only in some cases, so it is important to study methods for constructing approximate solutions of these equations. One such method is the collocation-iterative method. The paper substantiates different variants of the collocation-iterative method (stationary and nonstationary) to solve integro-functional equations, both linear and with small nonlinearity. The conditions of convergence and estimation of the method error are established. Based on this, computational schemes are developed. The collocation-iterative method is applied to nonlinear integro-functional equations. The use of the method of successive approximations, the method of collocation and the collocation-iterative method to construct approximate solutions of a boundary value problem for a differential-functional equation is considered. Integra-functional equations with additional conditions are investigated. In this case, in addition to the question of applying the collocation-iterative method, there is a question of compatibility of the problem. The results of the dissertation have both theoretical and applied significance. They expand the scope of the collocation-iterative method and enrich the theory of integro-functional equations. Developed computational algorithms can be used to find solutions to specific mathematical models found in physics, biology, economics, medicine, and other fields of human activity. They can be used in further theoretical research on the application of the collocation-iterative method.