Разрешимость нелокальной обратной задачи для уравнения четвертого порядка

2023

Vestnik KRAUNC: Fiziko-Matematičeskie Nauki, Vol 2023, Iss 1, Pp 9-26 (2023)

В данной работе для уравнения в частных производных четвертого порядка в прямоугольной области рассмотрена нелокальная обратная задача по поиску неизвестной правой части, которая зависит от одной переменной. Собственные функции и присоединенные функции соответствующей спектральной задачи, и их биортогональные функции полны и образуют базис Рисса в пространстве L2​(0,1). Установлены критерии единственности и существования решения рассматриваемой нелокальной обратной задачи для уравнения четвертого порядка. Единственность решения нелокальной обратной задачи вытекает из полноты системы биортогональных функций. Решение задачи построено в виде суммы ряда по собственным и присоединенным функциям, соответствующей спектральной задачи. Установлены достаточные условия на граничные функции, которые гарантируют теоремы существования и устойчивости решения рассматриваемой задачи. В замкнутой области показана абсолютная и равномерная сходимость найденного решения обратной задачи в виде ряда, а также рядов, полученных почленным дифференцированием по t и x соответственно два и четыре раза, в зависимости от гладкости функции заданными начальными условиями. При этом возникают малые знаменатели, затрудняющие сходимость этих рядов. Доказано, что в зависимости от размера области, множество ненулевых решений выражения в знаменателе не пусто. А также, показано, что если этот знаменатель равен нулю, то данная задача будет иметь нетривиальное решение при однородных условиях. Доказана также, устойчивость решения обратной задачи по нормам пространств L2​,W2n​ и C(Ω±), относительно изменения входных данных.

article

English
Russian

KamGU by Vitus Bering, 2023.

уравнение четвертого порядка, обратная нелокальная задача, единственность, существование, устойчивость, fourth order equation, inverse nonlocal problem, uniqueness, existence, stability, Science