Научная статья на тему 'Гельдеровские классы решений параболических уравнений четвертого порядка с меняющимся направлением времени с переменными условиями склеивания'

Гельдеровские классы решений параболических уравнений четвертого порядка с меняющимся направлением времени с переменными условиями склеивания Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
74
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
РАЗРЕШИМОСТЬ / КРАЕВАЯ ЗАДАЧА / ПАРАБОЛИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ С МЕНЯЮЩИМСЯ НАПРАВЛЕНИЕМ ВРЕМЕНИ / УСЛОВИЯ СКЛЕИВАНИЯ / СИСТЕМА СИНГУЛЯРНЫХ УРАВНЕНИЙ / ПРОСТРАНСТВО ГЕЛЬДЕРА / SOLVABILITY / BOUNDARY VALUE PROBLEM / FORWARD-BACKWARD PARABOLIC EQUATION / GLUING CONDITIONS / SYSTEMS OF SINGULAR EQUATIONS / HOLDER SPACE

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Попов Сергей Вячеславович

Устанавливается разрешимость краевых задач для параболических уравнений четвертого порядка с меняющимся направлением времени с условиями склеивания, содержащими переменные коэффициенты по $t\in [0, T]$. Устанавливается разрешимость краевых задач в пространствах Гельдера. Показано, что гельдеровские классы их решений зависят как от знаков коэффициентов условий склеивания (включая концы интервала [0, T]), так и от нецелого показателя пространства Гельдера.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Попов Сергей Вячеславович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

HOLDER CLASSES OF SOLUTIONS TO FORWARD-BACKWARD PARABOLIC EQUATIONS OF THE FOURTH ORDER WITH VARIABLE GLUING CONDITIONS

We establish solvability of boundary value problems for forward-backward parabolic equations of the fourth order with gluing conditions containing variable coefficients depending on $t\in [0,T]$. Solvability is proven in Holder spaces. It is demonstrated that the Holder classes of solutions depend on both the signs of the coefficients in the gluing conditions (including the endpoints of the segment [0,T]) and the noninteger exponent of the Holder space.

Текст научной работы на тему «Гельдеровские классы решений параболических уравнений четвертого порядка с меняющимся направлением времени с переменными условиями склеивания»

Математические заметки СВФУ Апрель—июнь, 2014. Том 21, №2

УДК 517.956.4

ГЁЛЬДЕРОВСКИЕ КЛАССЫ РЕШЕНИЙ ПАРАБОЛИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКА С МЕНЯЮЩИМСЯ НАПРАВЛЕНИЕМ ВРЕМЕНИ С ПЕРЕМЕННЫМИ УСЛОВИЯМИ СКЛЕИВАНИЯ С. В. Попов

Аннотация. Устанавливается разрешимость краевых задач для параболических уравнений четвертого порядка с меняющимся направлением времени с условиями склеивания, содержащими переменные коэффициенты по Ь € [0,Т]. Устанавливается разрешимость краевых задач в пространствах Гельдера. Показано, что гёльдеровские классы их решений зависят как от знаков коэффициентов условий склеивания (включая концы интервала [0,Т]), так и от нецелого показателя пространства Гельдера.

Ключевые слова: разрешимость, краевая задача, параболическое уравнение с меняющимся направлением времени, условия склеивания, система сингулярных уравнений, пространство Гельдера.

Введение

В работе рассматриваются краевые задачи для параболических уравнений четвертого порядка с меняющимся направлением времени в пространствах Гельдера, содержащими переменные коэффициенты в условиях склеивания. Случай постоянных коэффициентов в условиях склеивания рассматривался в [1], а случай переменных коэффициентов в условиях склеивания, но для уравнений второго порядка — в [2].

Цель настоящей работы — показать, что гёльдеровские классы решений параболических уравнений переменного направления времени с общими условиями склеивания также существенно зависят от нецелого показателя Гельдера и индекса соответствующей задачи Римана. Изучение поставленной краевой задачи связано с применением теории сингулярных интегральных уравнений [3-7].

1. Постановка задачи

В области Q+ = М+ х (0, Т) рассмотрим систему уравнений

и\=Ьч\ -и2 = Ьи2 (ь^-^У (1)

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания на выполнение НИР на 2014—2016 гг. (проект №3047).

© 2014 Попов С. В.

В пространстве Гельдера [8, 9] НХ'р/4, Р = 41 + 7, 0 < 7 < 1, ищется решение системы уравнений (1), удовлетворяющее начальным условиям

и1(х, 0) = <^(ж), и2(х,Т) = <^(ж), ж> 0, (2)

и условиям склеивания

дки1, ч , ч дки2, ч ,

(* = 0,1,2,3), (3)

где 1 > 1 — целое число, ^1(ж), (ж), о"к(г) — заданные функции, определенные

при ж е м, г е [0,Т].

2. Исследование разрешимости краевой задачи

Будем предполагать, что ^¿(ж) е НР(М) (г = 1, 2). Тогда функции

к к

являются решениями уравнения (1), удовлетворяющими условиям (2) в М. Будем пользоваться интегральным представлением решения для системы уравнений (1):

и1 (ж

(ж, г) = у Що(ж,г;0, т)ао(т) ¿т + J и1(ж,г;0,т)а1(т) ¿т + ш1(ж, г)

о о

т т

и2(ж,г) = У Цо(0,т; ж,г)во(т) ¿т ^ ^2(0,т; ж,г)в1(т) ¿т + ^(ж,г)

где Щ (г = 0,1, 2) — фундаментальное и элементарные решения Б. Пини [10,11].

В силу общих результатов [8,9] плотности ак, вк (к = 0,1) должны принадлежать пространству Нд(0,Т) (д = ), причем

ак8)(0) = вк8)(Т) = 0 (* = 0,...,1 - 1). (5)

Из условий склеивания (3) получим систему интегральных уравнений с операторами Абеля относительно ак (г), в к (г):

|Г(±) / £^оМ±М1) ¿т + Ш1(0) = £0МГ( 1) | Мт)+Мт) Лт + СТо(4)ш2(0)

I тг1^ <*т - / ¿г + с1х(0, *) + ^(^(0, = о,

г о

= / М1ЬМ1) + а2(1)ш2хх(0,1),

| (а0(£) + оз(£)/30(£)) + Ш1ХХХ + 0-3(г)ш2ххх = 0.

г

г

Для удобства записи будем считать, что Т = 1 и оо, <Г1, — заданные постоянные. Тогда из уравнений (6) при помощи формул обращения оператора Абеля [5] получим эквивалентную систему сингулярных интегральных уравнений

Г /т\3/4/30(т)+/31(т) , _ А г Ф0(т) , 1г J \(/ т—Ъ аТ ~ М J (4-т)З/4 "т>

оо

1

«1 (*) + ^ / (т)1/2¿т = I ^ г1т,

оо

>/2(<*о(*) " «!(*)) - <У2{Ш ~ Ш)

I * = -£} ^ От,

оо

а0(*) + =

(7)

где

Ь (*) =

д7

д7 ш1

- -^тМ и = 0,1,2, 3).

тгГ(^) ^ дхЗ дя^'

Введем обозначения

(¿-т)!

(»+1)с

й /-Ф^т) - ФГ (0)

(* - т)1

йт,

й ГФ^ (1) - Ф1г) (т)

йт

(г = 0,...,1 - 1, .7 = 1, 2).

Так как [5] Ф^1 € 0,1), ® = 1 + ^, функции .Р^1 (Г) (к = 0,1, 2, 3) принадлежат пространству Н(1+^)/4(0,1), причем (£) = 0(£(1+т)/4) для малых I.

Докажем существование решений аг, вг системы уравнений (7) из пространства Н9 (д = (р - 3)/4, р = 41 + 7, 0 <7< 1), удовлетворяющих условиям (5).

Предположим, что функции аг, вг принадлежат искомому пространству. Тогда из второго и четвертого уравнений системы (7) следует, что для того чтобы аг(0) = 0, необходимо и достаточно, чтобы

1

_£1 Г 1ф1(0)) <тз(0)/3о(0) = -^Фз(О). (8)

7Г ] Т2 2 2

О

Из первого и третьего уравнений системы (7) следует выполнение условий

оо [ во(т)+ в1(т)

¿т=-Ф„(0),

02 Г во(т) - в1(т)

йт = -Ф2(0). (9)

4

4

п

т 4

т4

При выполнении условий (8), (9) систему уравнений (7) можно переписать так:

1

| (1)1/4М11±М1) ¿т = 4Фд(0)£1/4 + о

1

о

у/2(а0ф ~ Ы*)) ~ ЫМ*) ~ Ш)

о

ао(г) + ^э(г)во(г) - ^з(0)во(0) = ^о(г).

(10)

Положим

в1(0)

^о(т)

^У (1 - т)1/2т о

4т--С°(0).

Это условие эквивалентно условию в1 (1) = 0.

Введем в системе (10) новые искомые функции вi(г) = вг(г) — вг(0)(1 — г) (г = 0, 1). Тогда (10) представим в виде

^(аоЦ) + агЦ)) + <т0{Ш + Ш) ~ ^ I ¿т

о

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

= 4Ф(,(0)^4 + рощ _ !§^03о(О) + /31(0))^( -|,1, |; ф1'*

а1Ц) + ^ / ¿т = рощ + -1,1,§;

о

^(аоЦ) - аМ) - а2ф0Ц) - Ш) ~ ^ / {^"Щ^Л ¿т

о

= т) - ^(А>(0) - Ш)Р{ !; ^3/4, ао(г) + ^з(г)в?о(г) = ^з(г)во (0)г - во(0)Ь(г) - *з(0)] + ^о(г).

(11)

Если 1 > 1, то продифференцируем полученную систему уравнений (11). Имея в виду формулу [12]

А

М

[^(а, 6, с; г)гс-1] = (с - 1)гс-2^(а, 6, с - 1; г),

(12)

1

1

получим

«~3/4о~о г М.т)+ЫТ) ,

Атт о т

Т74

(т—тг (Но Т

о

7Г (¿¿Л

о

Ф>0№-3/4+щт1/4 + F0l(t) -+>01(0))

г-172 ^

1

I-

/91 (т)

2-7Г Л т1/2(т--С)

о

йт +

А Г Р1

7Г (Й Л т 1 /2 ("Г —

1

/91 (т)

йт

= ±Ф!(ог1/2 + + -11,

1

г-1'4^ I Мт)-Мт) Лт =

374 п

4-7Г J тЗ/4(т_4)

о

£ j /9о(т)+Д1(т)

7Г (Й Л тЗ/4(т_4)

о

йт

= -Ф^О)*-1/4 + - ^С8о(0) - /31(0))

0,(*) + ^(¿К (¿) = о' (¿)[-воВД + во (0)4 - во(0)] + о$(*)во(0)

-1<

2

(13)

Из второго и четвертого уравнений системы (13) следует, что для того чтобы а^(0) = 0, необходимо и достаточно, чтобы

^ ^ = 4^(0)+^(0),

о

^з(0К(0) +4(0)во(0) = ЫШ*))Ъ=0 = |Фз(0).

Из остальных уравнений системы (13) следует выполнение условий

(14)

0

1

°2/

/30(т)+/31(т)

т5/4

/9о(т)-/31(т)

т7/4

йт

16^0

(во(0)+ в1(0)) - 4пФо(0),

¿г = ^(Д)(0) - >01(0)) +

(15)

Систему уравнений (13) при выполнении условий (14), (15) и вг(1) = 0 (г = 0, 1, 2) можно переписать в виде

у/2(а'0Ю + аШ + *0Ш) + РШ ~ ^ I (т

П О УтУ

о

= 4Фо'(0)41/4 + о

- аШ - °2(т - т)

/ (¿)3/4М1ЬМ1) Лт = о

0.(*) + М*)во(*))' - (03(¿)во(4))'|4=о =

йт

з

т-г

Уравнения (16) имеют точно такой же вид, как уравнения (10). Легко убедиться, что при выполнении условий

о

М*)/Ш)(8+1)1*=0 = ^+1)(0), /3|8)(1) = 0,

°0 .) т5/4

о

= 4^о(вов)(0)+ в|8)(0)) - 4пфо8+1)(0),

о т

ч в = 1,...,1 - 2,

получим систему уравнений

I*г = 4Ф«(о)^ +

0

«Г1^) + ^ } йт =

о (18)

1

о

ао1-1)(г) + (^з(г)во(г))(г-1) - (0з(г)во(г))('-1)|г=о = ^-1(г),

где

1

М8)(0) = - / п^8(и/2 йт--с\{0), 3 = 1,...,1-1. (19)

П J (1 - т)1/2т 01

о

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Заметим, что, как и выше, условия (19) эквивалентны тому, что в(8)(1) = 0 при в = 1,...,1 - 1.

В системе (18) введем новую искомую функцию в( 1)(г) = в( 1) (г) -вг(1-1)(0)(1 - г). Получим уравнения вида (11). Так как а(1-1), в|'-1) е Н (1+^)/4, из первого уравнения полученной системы уравнений следует, что необходимо выполнение условия

/ ¿г = +М'-1)(0)) -4^(0). (20)

о

Тогда при выполнении (20) придем к системе уравнений

V2(at1] (t) + at1] (t)) + <ro(0t1] (*) + (*))

J dr = Fl-\t), 0

«MW + ^ f dr = Fl-\t),

о (21)

v^-1^) - at1](t)) - a2(pt1](t) - ^(f))

3/4, _ pi-1.

(T) dr = F~ (t)

0

где функции

= - + (0))[^(-3/4,1, 5/4; t) - l]^4,

n

= - m+m + o)|+

(0)(^э(0) - ^(t)) + Fg (t),

i-i

P (t) = E Ck- i (t)e0i- 1 -k) (t) k=1

принадлежат пространству iJ^+f)/4, причем Fj (t) = 0(t ^ ) (j = 0,1,2,3) для малых t.

Перейдем к доказательству существования функций a(1 11 (t), в!' 1)1 (t) из пространства H(0,1) в полученной системе уравнений (21).

Исключая a(1 11 (t) в (21), получим систему сингулярных уравнений

1

-l- f dT=ш (22)

П J Т - t

0

где

m = (Pt1](t)^t1](t)), A=(^-T2-2V2a3 (t) a0 + a2\

V + 02 0Q - 02/

Q(t) = (F1-1 +Fl-1-2V2Fl3-\Fl-1-Fl-1-2V2F[-1)

Систему сингулярных уравнений (22) можно переписать так:

1 1

кр = А0(г)-- [ + - [ м{г,тЩт)с1т = с}{г), (23)

п у т - г п }

оо

где

в = ва,1) = (ао + Г72 V ма,т) = в~в{г'т).

у ' V 0о - 02 0о + 02 + 2л/201 ) к ' т - г

Для того чтобы выделить характеристическую часть оператора К, перепишем систему сингулярных уравнений (23) в виде

скД = с<э (г), (24)

где

С _ ( 0о + 02 + 2А/2(Т1 (Т2 - (Т0

02 - 0о 0о + 02

С А = 2 А/2 Г ^01-0О0зИ-020З(4)-0102-2^2010З(4) 0о01+0102+^20О02 А V 0003 (i) - 0203 (i) + V20O02 о )

CB = 2V2(aoai+(7l(72 + ^(7o(72 ^ ^

\ 0 <T0<Tl + (Tl(T2 + А/2(Т0(Т2 J '

+ 20о02 0

о

0 0о 01 + 01 02

с = 0о01 + 0102 + ^2о-О02 ф о.

Пользуясь формулой перестановки Пуанкаре — Бертрана [3,4,7], выделим характеристическую часть Ко оператора СК системы уравнений (24):

1

К°/3 ЕЕ аЦШ) -^/^¿т, (25)

п 7 т - г о

где

a(t) = £7О0-1 + 0О0з(^) + 0102 + 2А/20О02 - 020з(i), 6(i) = 0003(i) + 0203 + 0102 + 2A/20i02 - 0001-Полученную систему сингулярных уравнений

= G, G =(gi(i),g2(i)), (26)

будем решать в классе функций, ограниченных на концах отрезка (0,1). Для этого введем кусочно-голоморфную функцию

1

о

Отметим, что

1

<7i(i) = -[С2Ш -спй] - 1 / C2l(T)~C2l(tW)rfT c ж J т — t

о

11 1

П.) J (Т1 — т)(т — t) П J т — t

о о о

где

11 1

= 42^) + - 7-Г7-77 ¿тйъ + - / -7

пу у (т1 - т)(т - г) ^у т - г

о о о

(91(^,92(4))=^-- / М(г,т)0(т) ¿т.

сг.,- — коэффициенты матрицы СА. Тогда система (26) примет вид

Ф +(г)

а{г)-Ъ{€)1

Ф +(г) = Ф-(г),

ф -(г) +

1(€)-Ь(€)г

0 < г < 1, г < 0, г > 1.

(27)

Решения уравнений (26) эквивалентны решению задачи Римана (27) при дополнительном условии Ф(то) = 0. Отметим, что

а(г) + гЬ(г)

с(г) =

а(г) - г6(г)

1п с(г)

2гагё(|а(г)| + г|Ь(г)|) = 2пг0, а(г)6(г) > 0, 2г агё(|а(г)| - г|Ь(г)|) = -2пг0, а(г)6(г) < 0,

где

0(4) = — arctg

ь(г)

(г)

11

---arctg

2 П

а(г)

ь(г)

Введем обозначение ¿(г) = а(г)6(г).

Всего могут представиться 4 различных случая: 1) ¿(0), ¿(1) обе положительны; 2) ¿(0), ¿(1) обе отрицательны; 3) ¿(0) положительна, ¿(1) отрицательна; 4) ¿(0) отрицательна, ¿(1) положительна.

В случаях 1 и 2 считаем, что функция ¿(г) не меняет знака при г е (0, 1), а в случаях 3 и 4 ¿(г) меняет знак лишь в одной точке го е (0, 1).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Введем обозначения 01 = 0(0), 02 = 0(1). Тогда в указанном выше классе каноническая функция в случае 1 равна

Х(г) = гехр I [ Ат 1 = г^Нг - 1)в2со2(г), х = -1,

\{Т~2 )

в случае 2 —

Х{г) = (г - 1)ехр | - J ■

(т)

¿т

гв1 (г - 1)1-в2^(г), к = -1,

а-в-

в случае 3

¿0 1 - т) Г 0(т)

Х(г) = г(г - 1) ехр | J ¿т - J

¿т

= (г

1 (г - 1)1-в2(г - го)ш4(г), к = -2,

1

и

т — г

т — г

в случае 4 —

(*о 1 \

о *о /

Согласно общей теории [3,4] решение (26) имеет вид

Ф (г) = х(г)Ф(г), (28)

где

1

= Г_^^_

^ 2тгг .] (а - 1Ъ)Х+(т)(т - г)'

0

При этом в случаях 1, 2 и 4 (к = -1) решение существует при выполнении дополнительного условия

1

г а(т)

Х(т)

¿т = 0, (29)

о

а в случае 3 (к = -2) — при выполнении дополнительных условий

а(т) к

} Х(т)

о

тк ¿т = 0 (к = 1, 2). (30)

Тогда решение сингулярного интегрального уравнения (26) имеет вид

1

а(г)а(г) ь(г)я(г) г а(т) ¿т

в (г) = ф +(г) - ф -(г)

а2(г) + ь2(г) п(а2(г) + ь2(г)) о я(т)(т -г)' (31) я(г) = (а(г) - гб(г))х+ (г) = (а(г) + 2&(г))х-(г).

Подставляя в (31) значения С?(г), приходим к системе уравнений Фредголь-

ма

? + К = <3*, (32)

где

1

К*кр= 1 J КЦ,тЩт) ¿т. о

Любые ограниченные и интегрируемые решения систем уравнений Фредголь-ма (32), очевидно, принадлежат пространству Гельдера во всех точках контура (0,1), отличных от концов. В самом деле, функции <*(г) будут, очевидно, удовлетворять условию Гельдера во всех точках контура (0,1), отличных от концов. Функция N (г, т) имеет интегрируемые особенности при г = т во всех точках контура (0,1), отличных от концов. В силу соответствующих теорем поведения интегралов типа Коши на концах контура интегрирования [3-5], легко вывести, что N (г, т), <? *(г) на концах 0, 1 будут вести себя как гв1 (1 - г)в2, где

61 = шш{0ь 1 - 01}, 02 = шш{02,1 - 02}.

1

В силу леммы о принадлежности классу Гельдера интеграла типа Коши на концах контура интегрирования (см. [4,5]) при выполнении неравенства

1+ ^ ~ ~ Г1-1-1 - 1

^ 7 <тт{в1,в2} = тт\--в1,--в2\, вк <

4 ^ ^ [2 2 J 4

получим, что решения уравнений Фредгольма (32) принадлежат пространству

(0,1) и обращаются в нуль на концах 0,1 порядка . Кроме того, во втором и первом случаях решения уравнений Фредгольма (32) удовлетворяют условию Гёльдера с показателем ^ — 0& при 1 — 40* < 7 < 1 и условию Гёльдера с показателем ^ — 0* — е при 7=1 — 40* (к = 1,2) соответственно.

В случае 4 решения (32) удовлетворяют условию Гельдера с показателем i — min{(9i, в2} при 1—4 min{0i, в2} < 7 < 1 и условию Гёльдера с показателем i — min{(9i, в2} — е при 7=1—4 min{0i, в2}.

Таким образом, при выполнении условий (8), (9), (14), (15), (17), (20) си-

стема уравнений (32) эквивалентна исходной системе уравнений (6). При этом отметим выполнение условий

ЫтоШз)\г=о = \ф{/>(0), М8)( 1) = 0 (я = 0,1,..., I -1), Д(г_1)(1) = 0.

Разрешимость системы уравнений Фредгольма (32) следует из единственности решения основной задачи (1)—(3) (о* выбраны так, чтобы задача имела единственное решение) и однозначности представления решения через потенциалы. Значения функций (4) определяются по формуле Тейлора

+ _ Jit-ry-^F-*{T)dr (s = 0,...,1-2).

1-2

\k-sy: 1 (г-2-в)!

0

в (33)

Тогда для выполнения условий в0в)(1) = 0 при в = 0,..., I — 2 необходимо и достаточно, чтобы

_ ^ д(*)(о) 1 }п я(,_1)

О

Подставляя значения функций (4) в условия (8), (9), (14), (15), (17), (20), (29), (30), получим условия разрешимости задачи (1)—(3) в пространстве НХ'р/4(^+). Эти условия обозначим так:

¿я(у>1,¥>2) = 0 (в = 1,..., 41). (35)

Итак, доказаны следующие теоремы.

Теорема 1. Пусть <^,<^2 € Нр (р = 41 + 7), 03(4) € С 1-1([0,Т]) и ¿(4) имеет постоянный знак при 4 € [0,Т] или ¿(0) < 0, ¿(Т) > 0 и ¿(4) меняет знак в одной точке. Тогда при выполнении 41 условий (35) существует единственное удовлетворяющее условиям (2), (3) решение уравнения (1) из пространства

1) Н'?/4, если 0 < 7 < 1 — 4(9&;

2) Н')?/4, д = 41 + 1 — 46*, если 1 — 40* < 7 < 1;

3) Нх е)/4, если 7 =1 — 40к, где е — сколь угодно малая положительная постоянная.

у/(1 - т )г-2-8вГ1)(т) dr (s = 0,...,1 - 2). (34)

Здесь

9i = — arctg п

г(0), 1-1

1 < -, 02 = - arctg

<Т)\<1

b(T V 4'

6(0)' 4' п

a(í) = £7О0-1 + 0o03(í) + 0102 + 2А/2(Т0(Т2 - (Т2(Тз(i), b(t) = <т0<т3(i) + (Т2(Тз + (Ti(T2 + 2а/2<Т1<г2 - 0o0i, ¿(í) = a(t)b(t).

Теорема 2. Пусть G Hp (p = 41 + 7), 03 (t) G C 1-1([0,T]) и ¿(0) > 0,

¿(T) < 0 и ¿(t) меняет знак в одной точке. Тогда при выполнении 41 + 2 условий вида (35) существует единственное удовлетворяющее условиям (2), (3) решение уравнения (1) из пространства HX'p/4(Q+).

Замечание 1. Если выполнены условия теоремы при > j, то, как показано в [13, 2], единственное решение задачи (1)—(3) существует в пространстве HX,p/4 при выполнении 61 + 2 условий вида (35).

Замечание 2. Полученные решения краевых задач (1)—(3) в теоремах 1 и 2 зависят от индекса к краевой задачи Римана (27) при условии, что функция 03 (t) меняет знак в произвольном количестве точек при t G [0,T].

Пример 1. Для системы уравнений (1) с начальными условиями (2) рассмотрим условия склеивания (3) при 00 = 1, 01 = 1, 02 = -1, 03 = -1. В этом случае система сингулярных уравнений (26) имеет вид

-2(У2-1Щ + 2(^-1) [MdT = G, (36)

п J т - t 0

9 = i arctg 1 = j, и единственное решение исходной задачи существует при выполнении 61 + 2 условий вида (35).

Пример 2. Для системы уравнений (1) с начальными условиями (2) рассмотрим условия склеивания (3) при 00 = ^,0*1= 2, 02 = 03 = 2. В этом случае система сингулярных уравнений (26) имеет вид

2(4^2 + 1)0(t) - ^ [ ^ll dr = G, (37)

п J т - t 0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

в = arctg ~ 0, 064 < 0, 25, мы находимся в условиях доказанной тео-

ремы и единственное решение исходной задачи существует при выполнении 41 условий (35).

ЛИТЕРАТУРА

1. Попов С. В. О гладкости решений параболических уравнений с меняющимся направлением эволюции // Докл. АН. 2005. Т. 400, № 1. С. 29-31.

2. Попов С. В., Ткаченко Л. Ю. Исследование контактных параболических краевых задач в гельдеровских пространствах // Мат. заметки СВФУ. 2014. Т. 21, № 1. С. 27-35.

3. Гахов Ф. Д. Краевые задачи. М.: Наука, 1977.

4. Мусхелишвили Н. И. Сингулярные интегральные уравнения. М.: Наука, 1968.

5. Терсенов С. А. Параболические уравнения с меняющимся направлением времени. Новосибирск: Наука, 1985.

6. Монахов В. Н. Краевые задачи со свободными границами для эллиптических систем уравнений. Новосибирск: Наука, 1977.

T. Векуа H. П. Системы сингулярных интегральных уравнений. M.: Наука, 1968.

8. Ладыженская О. А., Солонников В. А., Уральцева H. H. Линейные и квазилинейные уравнения параболического типа. M.: Наука, 1967.

9. Солонников В. А. О краевых задачах для линейных уравнений общего вида // Тр. мат. ин-та им. В. А. Стеклова. 1965. Т. 83. С. 3-163.

10. Pini B. Sul problema fondamentale di valori al contorno per una classe di equazioni paraboliche lineari // Ann. Mat. Pura Appl. 1957. V. 43. P. 261-297.

11. Pini B. Su una equazione paraboliche non lineare del quarto ordine // Rend. Sem. Fac. Sci., Univ. Cagliari. 1957. V. 27, N 3-4. P. 136-168.

12. Смирнов M. M. Уравнения смешанного типа. М.: Высш. школа, 1985.

13. Попов С. В. Разрешимость краевых задач для параболического уравнения с меняющимся направлением времени высокого порядка / Ред. Сиб. мат. журн. Новосибирск, 1988. 56 с. Деп. в ВИНИТИ 07.12.88, № 8646-Б88.

Статья поступила 23 июня 2014 г. Попов Сергей Вячеславович

Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова, Институт математики и информатики, ул. Кулаковского, 48, Якутск 677000 [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.