Научная статья на тему 'Изоспектральные и частично-изоспектральные операторы Дирака на конечном отрезке'

Изоспектральные и частично-изоспектральные операторы Дирака на конечном отрезке Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
2
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Чебышевский сборник
Scopus
ВАК
RSCI
Область наук
Ключевые слова
собственные значения. нормирующие константы / обратные задачи / интегральные уравнения Фредгольма второго рода / изоспектральные и частичноизоспектральные операторы Дирака / eigenvalues / normalization constant / inverse problems / Fredholm integral equations of the second kind / isospectral and partially-isospectral Dirac operators

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Мирзаев О. Э., Хасанов Т. Г.

В данной работе предлагается алгоритм построения изоспектрального и частичноизоспектрального операторов Дирака на конечном отрезке. Этот алгоритм применяется к процессу нахождения решений смешанных задач, поставленных для систем дифференциальных уравнений с частными производными гиперболического типа с переменными коэффициентами.

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

Isospectral and partially isospectral Dirac operators on the finite interval

In this paper, we propose an algorithm for constructing isospectral and partially isospectral Dirac operators on a finite interval. This algorithm is applied to the process of finding solutions to mixed problems posed for a system of partial differential equations of hyperbolic type with variable coefficients.

Текст научной работы на тему «Изоспектральные и частично-изоспектральные операторы Дирака на конечном отрезке»

ЧЕБЫШЕВСКИИ СБОРНИК

Том 25. Выпуск 3.

УДК 517.957

DOI 10.22405/2226-8383-2024-25-3-201-212

Изоспектральные и частично-изоспектральные операторы Дирака на конечном отрезке

О. Э. Мирзаев, Т. Г. Хасанов

Мирзаев Олим Эркинович — кандидат физико-математических наук, Самаркандский государственный университет им. Ш. Рашидова (г. Самарканд, Узбекистан). e-mail: [email protected]

Хасанов Темур Гафурджанович — аспирант, Ургенчский государственный университет

(г. Ургенч, Узбекистан).

e-mail: [email protected]

В данной работе предлагается алгоритм построения изоспектрального и частично-изоспектрального операторов Дирака на конечном отрезке. Этот алгоритм применяется к процессу нахождения решений смешанных задач, поставленных для систем дифференциальных уравнений с частными производными гиперболического типа с переменными коэффициентами.

Ключевые слова: собственные значения, нормирующие константы, обратные задачи, интегральные уравнения Фредгольма второго рода, изоспектральные и частично-изоспектральные операторы Дирака.

Библиография: 25 названий. Для цитирования:

Мирзаев, О. Э., Хасанов, Т. Г. Изоспектральные и частично-изоспектральные операторы Дирака на конечном отрезке // Чебышевский сборник, 2024, т. 25, вып. 3, с. 201-212.

Isospectral and partially isospectral Dirac operators on the finite

interval

O. E. Mirzaev, T, G. Khasanov

Mirzaev Olim Erkinovich — candidate of physical and mathematical sciences, Samarkand State University named after Sharof Rashidov (Samarkand, Uzbekistan). e-mail: [email protected],

Khasanov Temur Gafurdjanovich — postgraduate student, Urgench State University (Urgench, Uzbekistan).

e-mail: [email protected]

Аннотация

CHEBYSHEVSKII SBORNIK Vol. 25. No. 3.

UDC 517.957

DOI 10.22405/2226-8383-2024-25-3-201-212

Abstract

In this paper, we propose an algorithm for constructing isospectral and partially isospectral Dirac operators on a finite interval. This algorithm is applied to the process of finding solutions to mixed problems posed for a system of partial differential equations of hyperbolic type with variable coefficients.

Keywords: eigenvalues, normalization constants, inverse problems, Fredholm integral equations of the second kind, isospectral and partially-isospectral Dirac operators.

Bibliography: 25 titles. For citation:

Mirzaev, O. E., Khasanov, T. G. 2024, "Isospectral and partially isospectral Dirac operators on the finite interval" , Chebyshevskii sbornik, vol. 25, no. 3, pp. 201-212.

1. Введение

Определение 1.1. Краевые задачи для систем уравнений Дирака

D0y = Ву' = \у, (0 <х<ж),у = ( ) , (1)

yi(0) = 0, уг(тг) = 0 (2)

D(p(x), q{x),, ^ œ)y = By1 + Q(x)y = \у^ = ^ ) ,

(3)

У!( 0) = 0, У1(тт) = 0 (4)

называются изоспектральными, если имеют одинаковые собственные значения, т.е. а(Б(р(х), д(х), ж, ж) = а(В°) = {п, п е %}.

Определение 1.2. Краевые задачи (1)-(2) и (3)-(4) называются частично-изосиектральными, если собственные значения удовлетворяют условиям

Ао = АО; Ап = А° при п е %\{0}.

Здесь

B = ( -W) . Q(x) ^ )

0 1

— 1 0 ) ' д(х) — р(х)

а р(х), д(х) е С1 [0, - вещественные непрерывно дифференцируемые функции, А - комплексный параметр, - собственные значения краевой задачи (1)-(2).

Настоящая работа посвящена обратной спектральной задаче об описании всех краевых задач системы дифференциальных уравнений Дирака на конечном отрезке с одним и тем же спектром. Такие краевые задачи называются изоспектральными и были изучены в работах [1-5]. М.Г.Гасымов, Т.Т.Джабиев (см.[6]) показали, что оператор Дирака на конечном отрезке определяется однозначно по его собственным значениям и последовательности нормирующих констант, а также ими найдены необходимые и достаточные условия восстановления краевых задач. М.Г.Гасымовом и Б.М.Левитаном (см.[7]) были найдены необходимые и достаточные условия восстановления оператора Дирака на полуоси по их спектральным функциям. При построении изоспектральных операторов Дирака на конечном отрезке с заданным спектром а(И(р(х), д(х), ж, ж)) = {Ап,п е %} нами использован метод Гасымова-Левитана (см.[7]). Этот метод основан на восстановлении коэффициента оператора Дирака по спектральным данным с помощью интегрального уравнения Фредгольма второго рода с параметром.

и

Следует отметить, что изоспектральные операторы Штурма-Лиувилля на конечном отрезке изучались в работах [8-16]. Частично-изоспектральные операторы Штурма-Лиувилля на конечном отрезке изучались в работах [17-18]. Теория обратных спектральных задач для оператора Штурма-Лиувилля и их приложения более подробно изложена в работах [19-25].

Основным результатом настоящей работы является алгоритм восстановления семейства операторов Дирака D = D(p(x), q(x), ж, го) и D = D(a) на конечном отрезке, спектры которых удовлетворяют соостветсвенно условиями:

a(D(p(x), q(x), ж, ж)) = {An = п, e Z} и a(D(a)) = {Aq = a, \a\ < 1, An = n, n e ^\{0}}.

2. Некоторые сведения об обратной задаче для оператора Дирака на конечном отрезке

Обозначим через р(х,А) = (р1(х, А), р2(х, А))т решение уравнения (3), удовлетворяющее начальным условиям:

Pi(0,A) =0, Р2(0,А) = -1. (5)

Известно [22], что решение р(х,А) задачи (3) с условиями (5) существует, единственно и для каждого фиксированного х £ [0, ж] является целой вектор-функцией по А. Кроме того, имеет место интегральное представление

, ( sin Ах \ íx ,, ( sin At \ ,,

Р(х,А)П — ccos Ах ) + I к(х, Ч — <cos At )dt, <6>

притом матрица-функция К (х, t) = \\Kij (х, t)\\ij=i2 является решением задачи

ВК'Х(х, t) + К[{х, t)B = —д(х)К(х, t), (7)

В К (х,х) — К (х,х)В = —Я(х) (8)

Кц(х, 0) = К21(х, 0) = 0. (9)

Очевидно, что вектор-функция р(х,А) = (р1(х, А), р2(х, А))т при любом А удовлетворяет граничному условию pi(0, А) = 0. Поэтому собственные значения Ап, п £ Z задачи (3) с условиями (4) суть корни уравнения

Д( А) = р1(ж,А) = 0. (10)

Тогда р(х, Ап) = (р1(х, Ап), р2(х, Ап))т, п £ Z является собственной вектор-функцией задачи

(3) с условиями (4).

Положим

fK

= / [р1(х,Ап) + р2(х,Ап)^х, п £ Z. (11)

J 0

Числа ап, п £ Z называются нормировочными числами краевой задачи (3)-(4). Набор чисел {Ап,ап}';^=_00 будем называть в дальнейшем спектральными данными задачи (3)-(4).

Теорема 2.1. ([6]). Если р(х) и д(х) имеют производные fc-порядка из Ь2[0,ж], то для спектральных данных {Ап,ап}';£=_00 задачи (3)-(4) справедливы равенства

\ , А , , Pk-1 . Pk,n /10ч

Ап = п + — + ... + -Т-Г + —ГТ, 12

п пк 1 пк

i С1 i i cfc—1 i , п /ion

ап = ж +---+ ... + -Т--1 +--г. (13)

п пк-1 пк

где ряды

оо

^ ЦЗк,п12 < Ж, ^ | Ск,п12 < Ж п=—<х п=—<х

сходятся.

Следует отметить, что собственные вектор-функции ^(х,Хп) = Хп),^2(х, Хп))т,

п е 2 задачи (3)-(4), соответствующие различным собственным значениям ортогональны в гильбертовом пространстве квадратично суммируемых двух компонентных вектор-функций ^2(0, к) и для произвольных вектор-функций ¡(х) = (/1 (х), /2(х))т е имеет место

(ЭО 1 /. ж

№= ф,\п){— (t,xn)f(t)dt}

ап J0

Отсюда получим символическое равенство:

Э i

V —у(х,\п)ут(t,\n) = IÖ(x — t), (14)

П=-Э

где /-единичная матрица, ¿(x) - дельта функция Дирака. В частности, при р(х) = 0, q(x) = 0, имеем

El sin nx \

— I I (sinnt, — cosnt) = I5(x — t). (15)

^ \ cos nx 1

п=—э 4 '

Теорема 2.2. (f6j). Коэффициенты p(x) и q(x) краевой задачи (3)-(4) определяются однозначно по спектральным данным {Хп, ап}^=_ос. Лемма 2.1. Имеет место тождество

V —(p(x, Xn)(srn Xnt, — cos Xnt) = 0, 0 <t<x<-K. (16)

^ an

n=—<x>

Теорема 2.3. (f6j). Ядро К (x, t) = \\Kij (x, t)\\i-=l2 оператора преобразования (6), удовле-ряет линейному интегральному уравнению

г х

К (x, t) + F (x, t)+ К (x, s)F (s, t)ds = 0, (0 <t ^x<n), (17)

0

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

где

oo

F (x, t) = У"^ { — [ sinA"-x | (sinAraí, — cosA„,t) — — [ snnx ) (sinnt, — cosnt)>.

^ аД — cos Anx K ж \ — cosnx I I

(18)

Теорема 2.4. (f6j). Для того чтобы последовательность вещественных чисел {An, ап}с^=_00, ап > 0, n Е Z была спектральными данными некоторой краевой задачи вида (3)-(4) с матричной функцией вида

Q(x) = ( p(x) q(x) ^

( ) у q(x) — p(x) J ,

необходимо и достаточно, чтобы для An, n Е Z и ап, n Е Z выполнялись асимптотические формулы (12) и (13), где p(x) и q(x) имеют производные fc-ro порядка из Ь2(0,ж).

Итак, пусть {Ara, ап}^=-(Х, ап > 0, n Е Z удовлетворяет условиям (12) и (13). Постро-

F( x, )

относительно К (x, t) = (x, t)\\i-=l2- Тогда имеет место следующая теорема.

Теорема 2.5. ([6]). При каждом фиксированном х G (0,^) интегральное уравнение (17) имеет единственное решение К(х, t) = \\Kij(х, t)\ij=1 2.

Теперь, решая интегральное уравнение (17), находим матрицу-функций К(х, t) = = \\Kij(х, t)\\^ -=1 2- Далее определим вектор-функцию р(х,Х) = (р1(х,Х),р2(х,Х))т по формуле (6). Тогда нетрудно показать, что вектор-функция р(х, X) = (р1(х, X), p2(х, X))T удовлетворяет уравнению

Bp' + Q^)p = Xp, <^(х) = К(х, х)В — ВК(х, х) и начальным условиям pi(0, X) = 0, p2(0, X) = —1.

3. Алгоритм восстановления изоспектральных и частично-изоспектральных краевых задач

Основной результат настоящей работы содержится в следующей теореме.

Теорема 3.1. Пусть пара {\п, ап > 0,п € Z последовательностей действитель-

ных чисел удовлетворяет следующим условиям

оо

1 1

Xn = n, n GZ, — = - + , V < Ж, Jn > 0, n GZ. (19)

an к n2 +1 ^ n2 + 1

Тогда эта пара является спектральными данными граничной задачи, поставленной для оператора Дирака вида D(p(x, ...,^-п, -,7о, In,...), q(x, ...,1-п, ...,7о, In,...), ж, ж) =

= D(...,J-n, ...,Jо, ...л^

Доказательство. Легко заметить, что последовательность {\п,&п}У=-У, > 0n Е Z, определенная формулами (19), удовлетворяет условиями (12)-(13).

Для этого определим матрицу-функций F(x, t) по формулам (18) и (19):

F (x, t)= У {81ППХ ) (sinnt, - cosnt)\ . (20)

^ n2 + 1 \ - cosnx K ' \ ■ '

n=—y 4 4 / y

Подставляя (20) в интегральное уравнение (17) получим

оо

К (x, t) = — ^ ^p(x,n)(sinnt, — cosnt), (21)

п=-—

где

Ф,П) = ( únnx ) + íХ К{х, s)( sinns )ds. (22)

У — cos nx J Jo \ —cos ns J

Известно ([6], [22]), что вектор-функция p(x,A) определенная по формуле (6) удовлетворяет дифференциальному уравнению (3), и начальным условиям pi(0,A) = 0 P2(0,A) = — 1, где коэффициенты определяются по формулами

р(х,..., j-n, ...,7o, ..,jn,...) = Е—=-— [P2(x, n) sinnt — pi(x,n) cosnt],

(23)

q(x, ...,7-n,..., 7o, ...,7n,...) = — E—=-— -J+;[ti(x, n) sinnt + p2{x, n) cos nt}. Далее подставляя выражение (21) в формулу (22), имеем

(sin "nx х—^ 7 f^ ( sin ns

— cosnx) —¿J2T1 p(x,p) J0 (sinPS, — COsPS){ — cosns ) ds. (24)

П= — OO

Отсюда, получим собственную вектор-функцию

1+

ю(х, п) = I I ,п ЕZ,

1+-&г5

п2 + 1

соответствующую собственным значениям Ап = п, п Е Z, т.к.

. > / вшП8 \ , ( X,

(вт рв, — еовшм ) ав = < „

\ — еовпв ) у 0,

Легко проверяются выполнение граничных условий (4), т.е. Ю1(0, \п) = 0 Ю1(ж,Ап) = 0, Ап = п, п Е Z.

Таким образом, удалось найти все коэффициенты семейства изоспектрального оператора Дирака вида И(...,7-п, ...,7о, ■ ■■,7п, ...)■ В частности, если 70 > 0, 7п = 0, п Е Z\{0}, то имеем следующую изоспектральную краевую задачу:

И (7») V - ( —01 ^ ) ✓ + ( ^ Г') У = ^ V (Х = ( £ (Х) <х<ж (25)

У1 (0) = 0, У1 (ж) = 0.

Все собственные значения краевой задачи ) состоят из заданных чисел Ап = п, п Е Z, а соответствующие им собственные функции находятся по формулам

Ю1(х, 0) = 0, р2(х, 0) = —1 + 1п (1 + 70х) ,

, . , . 7о в\ппх , ,

юАх, п) = втпх, ю2(х, п) = — еовпх +--?--,п Е Z\{ 0}.

п (1 +7ох)

Теперь с помощью изоспектральных граничных задач (25) построим семейство смешанной задачи:

г Щ = ^ —1 о ) + ^ 0 и, 0 <х <ж, 70 > 0,

и(х, 0) = /(х), /(х) = (Ь(х), /2(х))Т, 41 (0,1)=0, 41 (ж, 1)=0, и (х, 1)=^ Щ2 (х^) .

2 , (26)

Используя теорему 3.1, получим:

Следствие 3.1. Решение смешанной задачи, поставленной для системы уравнения гиперболического типа с переменными коэффициентами (26), выглядит следующим образом:

оо / \

/ вш пх \

и(х « = М —1 + 1п(1+70х))+ Е — е<хпх + ^)

п = —ж, п = 0 х '

здесь В0 = /и (—1 + 1п(1 +7ох))Ь(х)йх, Вп = £(уы(х)/1(х) + у2П(х)Ь(х))ах,п Е Z\{0}.

Теорема 3.2. Пусть пара {\п, ап > 0,п Е Z последовательностей действитель-

ных чисел удовлетворяет следующим условиям

Ао = а, 1а1 < 1, Ап = п, п Е Z\ {0} , ап = ж, п Е Z. (27)

Тогда эта пара является спектральными данными граничной задачи, поставленный для оператора Дирака вида И(р(х, а), д(х, а), ж, ж) = И (а).

о

Доказательство. Легко заметить, что последовательность {\п,ап}с£=—Х1, ап > 0,п € Z, определенная формулами (19), удовлетворяет условиями (12)-(13).

Для этого определим матричную функцию Р(х, ¿) по формулам (18) и (27):

р (х, г) = -

к

( вт ах \

у — совах )

вшах \ , . 1

(вта1, — сова1)--

— совах ; к

—0-

(0, —1).

Подставляя (28) в интегральное уравнение (17) получим

где

К(х, 1) = — —д (х) (вта1, — сов аЪ) + —/ (х) (0, —1), к к

Пх) = ( - °1)+1Х К(х, е) ( —- ) 0з,

9(х) =

( вшах \ Г Т., л ( вта« \ ,

+ / К(х, «м 0,8.

\ — совах ) Уо \ — сов аз ]

Подставляя выражение (28) в формулы (30) и (31), имеем

П.х) =

(—0)

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

вш ах , , х „ , , -д (х) + -/ (х)

а к к

, ч ( вт ах \ х . . вт ах , . .

— совах) " 9(х) + —!(х).

к

а к

( х) =

а2ж(ж—х) вт ах а2(ж2 —ж2)+б1п2 ах —аж[а(ж—х) сое ах+вт ах] а2(ж2—х2)+б1п2 ах

аж бш2 ах

!(х) =

а2(ж2 —ж2)+б1п2 ах —аж[а(ж—х) — ]

а2(ж2 —ж2)+б1п2 ах

Далее, учитывая формулы (29), (34) и (35), находим

К( х, ) =

а2 (ж—х) вт ах вт а1 а2 (ж—х) вт ах сов аЪ—а вт2 ах

а2(ж2—х2)+вт2 ах а2(ж2—ж2)+вт2 ах

а[а(ж—х) сов ах-+вш ах] вш а!, —а[а(ж—х) сов аж+в1п ах] сов аг+а2(ж—х) — а В1п22ах

а2 (ж2 —х2)+вт2 ах а2 (ж2—х2)+вт2 ах

. а2 (к — х) в\п2ах

КП(х,х) = ( ^ ,

а2 (к2 — х2) + вт2 ах'

К\2 (х, х) = К21 (х, х) = К22 (х,х) =

а2 ( к - х)

вт2ах — а вт2 ах

а2 (к2 — х2) + вт2 ах

а2 (к — х) вт2ах + а вт2 ах а2 (к2 — х2) + вт2 ах '

а2 (к — х) вт2 ах — а вт 2ах а2 (к2 — х2) + вт2 ах

Далее, учитывая формулы (8), (35), (36), (37) и (38) , находим

р (х, а) = — (К 12 + К21) = д(х,а) = К11 — К22 =

а2 (к — х) вт 2ах а2 (к2 — х2) + вт2 ах'

2 а2 (к — х) вт2 ах + а вт 2ах

2 2 2

а2 (к2 — х2) + вт2 ах

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

и

Таким образом, удалось найти все коэффициенты семейства частично-изоспектрального оператора Дирака вида И (а):

D (а)у _°110 ) у'

У' +

2о? (ж-х) sin2 ах+а sin 2ах ' ах а2 (ж2 -x2)+sin2 ах

2а2 (ж-х) sin2 ах+а sin 2ах а2 (ж-х) sin 2ах

а2 (ж2 - x:2 )+sin2 ах

а2 (ж-х) sin 2ах

а2 (ж2-x2)+sin2 ах 22

п грА_п о i п

у = Ху, 0 < х < ж,

a2^2-x2)+sin2 ах

yi (0) = 0, yi (к) = 0, у (х) =

( Vi(х) \

2 ( х)

(39)

Все собственные значения краевой задачи D(a) состоят из заданных чисел Хо = а, |а| < 1, Хп = п, п Е Z\{0}, a соответствующие им собственные функции находятся по формулам

а2 (к2 _ х2) sin ах _ а2х (к _ х) sin ах + 2 sin3 ах

<fii(x, Хо) =

ф2(х,Х0) =

а2 (к2 _ х2) + sin2 ах '

ах sin ах _ а2 (к2 _ х2) cos ах + а (к _ х) [ах + sin ах] а2 (к2 _ х2) + sin2 ах

, , , 4(а _п)2 sin2 ах sinrn _ 4а2п (к _x)sinax sin^ _ п)х ^1(х,Хп)= -i----, r ^ 2-. 2—^-^-'— ,п Е Z\{0},

п(

( а _ п) [а2 (к2 _ х2) + sin2 ах]

<р2(х, Хп) = _ cosrn _

а sin^ _ п)х [а (х _ к) cos ах + sin ах] (а _ п) [а2 (к2 _ х2) + sin2 ах]

+

+

sin пх [_а (х _ к) cos ах + sin2a^]

п

[а2 (к2 _ х2) + sin2 ах]

, п Е Z\{0}.

Теперь посмотрим следующие смешанную задачу:

а2 (ж-х) sin 2ах 2а2 (ж-х) sin2 ах+а sin 2ах

гщ

U)

UX + I 2 2 f(*2-x2)+s+2 ах 2 a2^2-x2)+sin2ax | щ, 0 <х<к, |а| < 1,

^ i 2а2(ж-х) sin2 ах+аsm2ax а2(ж-х) sin 2ах I ' ' 1 1 '

а? (ж2 -x-2 )+sin2 ах а2(ж2-х2)+sin2 ах

щ(х, 0) = ¡(х), ¡(х) = (Д (х), ¡2(х)У , Ui (0, t) = 0, Ui (к, t) = 0, и (х, t) =

Ui ( х, ) . ^ U2 (х, t) ) .

(40)

Используя теорему 3.2, получим:

Следствие 3.2. Решение смешанной задачи поставленной для системы уравнения гиперболического типа с переменными коэффициентами (40) выглядит следующим образом:

Здесь,

и(х, t) = В0е mtуо(х) +

£

Впе-"*у„(х).

п = _<xi, п = 0

Ую(х) = У20(х) =

а2 (к2 _ х2) sin ах _ а2х (к _ х) sin ах + 2 sin3 ах а2 (к2 _ х2) + sin2 ах '

ах sin ах _ а2 (к2 _ х2) cos ах + а (к _ х) [ах + sin ах]

Уы(х) = sinrn _

а sin а х

а2 (к2 _ х2) + sin2 ах

а (к _ х) sin^ — п)х sinrn sin ах

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

а2 (тт2 _ х2) + sin2 ах

( а _ п)

п

,п Е Z\{0},

, . а sinfo _ п)х [а (х _ к) cos ах + sin ах]

У2п(х) = _ cos пх--7-х г 2f 2-к .. 2-1-+

( а _ п) а2 ( к2 _ х2) + sin2 а х

sinnx \—а (х — к) cos ах + sm0ax 1 >г ,

+-рЦ-^-2 I2 ■n е Z\{0},

n [а2 (к2 — х2) + sin2 ах\

е"К е"К

Во = У2о(х) h(x)dx, Вп = (у\п(х) fl(x) + У2п(х) f2(x))dx,n е Z\{0}. J0 J0

Таким образом, в этой статье построено семейство изоспектрального и частично-изоспект-рального оператора Дирака, D(...,j-n, ■ ■■■J0. ■ ■■■Jn....) и D(a) собственные значения которых совпадают соостветсвенно с заданными числами:

a(D(...,^-n, ■■■■ jo■ ■■■ Jn. ■■■)) = {Ап = n, е Z}

и

a(D(a)) = {Ао = а. \а\ < 1, Хп = n,n е Z\{0}} ■

С помощью изоспектрального и частично-изоспектрального оператора Дирака найдено решение смешанных задач, поставленных для системы дифференциальных уравнений с частными производными гиперболического типа с переменными коэффициентами.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арутюнян, Т. Н. Изоспектральные операторы Дирака // Известия Национальной Академии Наук Армении. Математика, 29, № 2, 1994, с.4-14.

2. Albeverio, S., Hrvniv, R., Mykvtvuk, Ya. Inverse spectral problems for Dirac operators with summable potentials //Russian Journal of Math Physics, 12(2005), 406-423.

3. Etibar, S., Panakhov, Tuba Gulsen. Isospectralitv problem for Dirac system // National academy of sciences of Azerbaijan, v.40, Special issue, 2014, p.386-392.

4. Ashrafvan, Yu. A., Harutyunvan, T. N. Dirac operator with linear potential and its perturbations // Mathematical Inverse Problems, Vol.3, No.l (2016), 12-25.

5. Ashrafvan, Y., Harutyunvan, T. Isospectral Dirac operators // Electronic Journal of Qualitative Theory of Differential Equations 2017, № 4, 1-9.

6. Гасымов, М.Г., Джабиев, Т. Т. Определение системы дифференциальных уравнений Дирака по двум спектрам // Труды летней школы по спектральной теории операторов и представлению теории групп - Баку: Элм, 1975, с. 46-71.

7. Гасымов, М. Г., Левитан, Б. М. Обратная задача для системы Дирака // ДАН СССР, -1966.

г. 167. № 5. с.967-971).

8. Poschel, J., Trubowitz, Е. Inverse spectral theory // Academic Press, New York, 1987.

9. Jodeit, M., Levitan, В. M. The isospectralitv problem for the classical Sturm-Liouville equation // Advances in differential equations. 1997, v.2, № 2, p. 297-318.

10. Jodeit, M., Levitan, В. M.. The izospectralitv problem fo some vector boundary problems // Russian journal of mathematical physics, vol.6, No.4, 1999, pp.375-393.

11. Ashrafvan, Y. A., Harutyunvan, T.N. Inverse Sturm-Liouville problems with fixed boundary conditions // Electronic Journal of differential equations, (2015), v. 2015, № 27, p.1-8.

12. Khasanov, A.B. Eigenvalues of the Dirac operator in the continuous spectrum // Theoretical and Mathematical Physics, 1994, 99(1), 396-401. https://doi.org/10.1007/BF01018793

13. Mirzaev, О. Е., Khasanov, А. В. On families of isospectral Sturm-Liouville boundary value problems //Ufa Math. J. 12:2 (2020),28-34. https://doi.org/10.13108/2020-12-2-28

14. Мирзаев, О. Э., Хасанов, А. Б. Изоспектралные операторы Штурма-Лиувилля на конечном отрезке // ДАН РУз. 2020, № 3, с. 3-9.

15. Мирзаев, О.Э., Муродов, Ф.М. Изоспектралные операторы Штурма-Лиувилля на конечном отрезке //Научный журнал Самаркандского университета, 2020, № 3(121), с. 50-55. https://doi.org/10.59251/2181-1296.v3.1211.1083

16. Мирзаев, О. Э. Изоспектралные операторы Штурма-Лиувилля на конечном отрезке //Научный журнал Самаркандского университета, 2020, № 5(123), с. 60-64. https://doi.org/ 10.59251/2181-1296.v5.1231.1436 *

17. Мирзаев, О. Э. Частично-изоспектральные операторы Штурма-Лиувилля на конечном отрезке // Чебышевский сборник. 2023, Т.24, Выпуск 1(87), с. 104-113. https://doi.org/ 10.22405/2226-8383-2023-24-1-104-113

18. Мирзаев, О. Э., Сувонова, М. Частично-изоспектральные операторы Штурма-Лиувилля на конечном отрезке // Математические методы и модели в высокотехнологичном производстве. II Международный форум. 9 ноября 2022 г. Сборник тезисов докладов, с. 23-27.

19. Амбарцумян, В. A. Uber eine Frage Eigenwerttheori. // Zeitschr, fur Phvsik, 53,1929, pp.690695.

20. Алимов, Ш. А. О работах A. H. Тихонова по обратным задачи для уравнения Штурма-Лиувилля // УМН, 6(192), 1976, с. 84-88.

21. Гельфанд, И.М., Левитан, Б.М. Об определении дифференциального уравнения по его спектральной функции // Изв. АН СССР, сер. матем. 1951, т. 15, № 4, с. 309-360.

22. Левитан, Б. \!.. Саргсян, И. С. Операторы Штурма-Лиувилля и Дирака // М.: Наука, 1988.

23. Марченко, В. А. Операторы Штурма-Лиувилля и их приложения // Киев «Наукова Думка» 1977.

24. Савчук, A.M., Шкаликов, А. А. О свойствах отображений, связанных с обратными задачами Штурма-Лиувилля // Тр. MIIAII. 2008, Т. 260., с. 227-247. https://doi.org/10.1134/ S0081543808010161

25. Юрко, В. А. Введение в теорию обратных спектральных задач // М.: Физматлит, 2007, 284 с.

REFERENCES

1. Arutjunjan, T.N. 1994, "Isospectral Dirac operators", Proceedings of the National Academy of Sciences of Armenia. Mathematics, 29, № 2, pp. 4-14.

2. Albeverio, S, Hrvniv, R., Mykvtvuk, Ya. 2005, "Inverse spectral problems for Dirac operators with summable potentials", Russian Journal of Math Physics, 12, pp. 406-423.

3. Etibar S. Panakhov, Tuba Gulsen. 2014, "Isospectralitv problem for Dirac system", National academy of sciences of Azerbaijan, Vol.40, Special issue, pp. 386-392.

4. Ashrafvan, Yu. A., Harutyunvan, T. N. 2016, "Dirac operator with linear potential and its perturbations", Mathematical Inverse Problems, Vol.3, No.l, pp. 12-25.

5. Ashrafvan, Y., Harutyunvan, T. 2017, "Isospectral Dirac operators", Electronic Journal of Qualitative Theory of Differential Equations, № 4, pp. 1-9.

6. Gasvmov, M.G., Dzhabiev, T.T. 1975, "Determination of the system of Dirac differential equations from two spectra", Proceedings of the Summer School on the Spectral Theory of Operators and the Representation of Group Theory - Baku: Elm, pp. 46-71.

7. Gasvmov, M.G., Levitan, B.M. 1966, "Inverse problem for the Dirac system", DAN USSR, v.167, № . 5. pp.967-970.

8. Poschel, J., Trubowitz, E. 1987, "Inverse spectral theory", Academic Press, New York.

9. Jodeit, M., Levitan, B. M. 1997, "The isospectralitv problem for the classical Sturm-Liouville equation", Advances in differential equations, v.2, № 2, pp. 297-318.

10. Jodeit, M., Levitan, B. M. 1999, "The izospectralitv problem for some vector boundary problems", Russian journal of mathematical physics, vol.6, No.4, pp. 375-393.

11. Ashrafvan, Y. A., Harutyunvan, T.N. 2015, "Inverse Sturm-Liouville problems with fixed boundary conditions", Electronic Journal of differential equations, v. 2015, № 27, pp. 1-8.

12. Khasanov, A.B. 1994, "Eigenvalues of the Dirac operator in the continuous spectrum", Theoretical and Mathematical Physics, 99(1), pp. 396-401. https://doi.org/10.1007/ BF01018793

13. Mirzaev, O. E. Khasanov, A. B. 2020, "On families of isospectral Sturm-Liouville boundary value problems", Ufa Mathematical Journal, 12:2, pp. 28-34. https://doi.org/10.13108/2020-12-2-28

14. Mirzaev, O. E., Hasanov, A. B. 2020, "Isospectral Sturm-Liouville operators on the finite interval", DAN RUz., № 3, pp. 3-9.

15. Mirzaev, O.E., Murodov, F.M. 2020, "Isospectral Sturm-Liouville operators on the finite interval", SCIENTIFIC JOURNAL Samarkand State University, 3(121), pp. 50-55. https://doi.org/10.59251/2181-1296.v3.1211.1083

16. Mirzaev, O. E. 2020, "Isospectral Sturm-Liouville operators on the finite interval", SCIENTIFIC JOURNAL Samarkand State University, 5(123), pp. 60-64. https://doi.org/10.59251/2181-1296.v5.1231.1436

17. Mirzaev, O. E. 2023, "Partiallv-isospectral Sturm-Liouville operators on the finite interval", Chebyshevskii Sbornik, Vol. 24, Iss. 1(87), pp. 104-113. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2023-24-1-104-113

18. Mirzaev, O. E., Suvonova, M. 2022, "Partiallv-isospectral Sturm-Liouville operators on the finite interval", Mathematical m,et,hods and models in high-tech production. II International Forum. November 9, 2022, pp. 23-27.

19. Ambarzumjan, W. A. 1929, "On a Problem of the Theory of Eigenvalues", Zeitschr, fur Physik. 53, pp. 690-695.

20. Alimov, Sh. A. 1976, "The work of A. N. Tikhonov on inverse problems for the Sturm-Liouville equation", UMH. 31:6(192), pp. 84-88. /Russian Math. Surveys, 31:6, pp. 87-92].

21. Gelfand, I. M.. Levitan, B.M. 1951, "On the determination of a differential equation from its spectral function", Izv. Academy of Sciences of the USSR. Ser. math. 15 :1 , pp. 309-360.

22. Levitan, B.M., Sargsvan, I.S. 1988, "Sturm-Liouville and Dirac operators", Nauka. Moscow, [Kluwer Acad. Puhl. Dordrecht (1990).]

23. Marchenko, V. A. "Sturm-Liouville Operators and Applications", Kiev "Naukova Dumka" 1977. [Birkhauser Verlag (1986).]

24. Savchuk, A. M., Shkalikov, A. A. 2008, "On the properties of maps connected with inverse Sturm-Liouville problems", Trudy MIAN. 260, pp. 227-247 . /Proc. Steklov Inst. Math. 260 , pp. 218 231 (2008).] https://doi.org/10.1134/S0081543808010161

25. Yurko, V. A. 2007, "Introduction into the theory of inverse spectral problems", M.: Fizmatlit, 284 p.

Получено: 08.01.2024 Принято в печать: 04.09.2024

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.