Научная статья на тему 'О разрешимости одного класса нелинейных интегральных уравнений в p-адической теории струн'

О разрешимости одного класса нелинейных интегральных уравнений в p-адической теории струн Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
37
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ПРИБЛИЖЕНИЯ / ПРЕДЕЛ РЕШЕНИЯ / ПОТОЧЕЧНАЯ СХОДИМОСТЬ / НЕПРЕРЫВНОСТЬ / SUCCESSIVE APPROXIMATIONS / LIMIT OF SOLUTION / POINTWISE CONVERGENCE / CONTINUITY

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Андриян Сильва Михайловна, Кроян Арпеник Коляевна, Хачатрян Хачатур Агавардович

Исследован один класс интегральных уравнений со степенной нелинейностью на всей прямой. Указанный класс уравнений возникает в p-адической теории открыто-замкнутых струн. С применением метода последовательных приближений и с обоснованием их сходимости доказано существование нетривиального непрерывного нечетного и ограниченного решения на всей числовой прямой. Изучено асимптотическое поведение решения при неограниченном возрастании аргумента. Получены интегральные оценки и ряд свойств аппроксимаций решения рассматриваемого уравнения. При некоторых дополнительных ограничениях устанавливается также единственность построенного решения в определенном классе непрерывных функций. Приведены примеры интегральных ядер уравнения, удовлетворяющих всем условиям сформулированных теорем. Когда ядерная функция гауссовское распределение из доказанных результатов, как частный случай, получена теорема В.С. Владимирова Я.И. Воловича.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Андриян Сильва Михайловна, Кроян Арпеник Коляевна, Хачатрян Хачатур Агавардович

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

On solvability of a class of nonlinear integral equations in p-adic string theory

In this paper we study a class of integral equations with power nonlinearity on the entire line is studied. This class of equations arises in the p-adic theory of open-closed strings. Using the method of successive approximations and with the justification of their convergence, we prove the existence of a nontrivial continuous odd bounded solution on the entire line. The asymptotic behavior of the solution is studied as the argument increases unboundedly. We obtain integral estimates and some properties of approximations of the solution to the considered equation are obtained. Under some additional restrictions, we also establish the uniqueness of the constructed solution in a certain class of continuous functions. We provide examples of integral kernels of the equation satisfying all assumptions of the formulated theorems are given. As the nuclear function is a Gaussian distribution, from the proven we obtain Vladimirov-Volovich theorem as a special case.

Текст научной работы на тему «О разрешимости одного класса нелинейных интегральных уравнений в p-адической теории струн»

ISSN 2074-1871 Уфимский математический журнал. Том 10. № 4 (2018). С. 12-23.

О РАЗРЕШИМОСТИ ОДНОГО КЛАССА НЕЛИНЕЙНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ В р-АДИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ СТРУН

С.М. АНДРИЯН, А.К. КРОЯН, Х.А. ХАЧАТРЯН

Аннотация. Исследован один класс интегральных уравнений со степенной нелинейностью на всей прямой. Указанный класс уравнений возникает в р-адической теории открыто-замкнутых струн. С применением метода последовательных приближений и с обоснованием их сходимости доказано существование нетривиального непрерывного нечетного и ограниченного решения на всей числовой прямой. Изучено асимптотическое поведение решения при неограниченном возрастании аргумента. Получены интегральные оценки и ряд свойств аппроксимаций решения рассматриваемого уравнения. При некоторых дополнительных ограничениях устанавливается также единственность построенного решения в определенном классе непрерывных функций. Приведены примеры интегральных ядер уравнения, удовлетворяющих всем условиям сформулированных теорем. Когда ядерная функция - гауссовское распределение из доказанных результатов, как частный случай, получена теорема B.C. Владимирова - Я.И. Воло-вича.

Ключевые слова: последовательные приближения, предел решения, поточечная сходимость, непрерывность.

Mathematics Subject Classification: 47Н10, 47Н30

1. Введение

Настоящая работа посвящена исследованию следующего нелинейного интегрального уравнения на всей прямой:

со

рр(х) = J А (|ж|, |i|) К(х - t) ф) dt, X е R (1.1)

—о

относительно искомой нечетной и непрерывной па R фупкции р(х). Здесь р > 2 — произвольное нечетное число, а функции А и К обладают следующими свойствами:

(a) А е С(R+ х R+); К е С(R), R+ = [0, те);

со

(b) К е Li(R)f| LX(R); К(т) > 0, г е R; / К(т) dr = 1;

—о

о

(c) К(-Т) = К(т), т е R+; / t2K(t) dt < +те; К(т) | по т на R+;

—о

со

(d) 0 ^ \(x,t) ^ 1, (x,t) е R+ х R+; ft sup (1 - \(x,t)) dt < +те.

о ®eR+

S.M. Andriyan, A.K. Kroyan, Kh.A. Khachatryan, On solvability of a class of nonlinear

integral equations in p-adic string theory.

© Хачатрян X.A., Андриян C.M., Кроян A.K. 2018. Поступила 15 июля 2017 г.

Уравнение (1.1) возникает в р-адической теории струн и описывает динамику тахионов открыто-замкнутых р-адичееких струн (см. [1]-[3]), Рассматриваемое уравнение является в некотором смысле дальнейшим обобщением уравнения с X(x,t) = 1 и с ядром вида

1 2

К (х) = —= е , л/к

изученного академиком B.C. Владимировым и Я. И. Воловичем в работе [2]. В работе [4] одного из авторов это уравнение (и соответствующее двухмерное уравнение) исследовалось также в случае X(x,t) = 1, то с ядром К, удовлетворяющим только условиям (а) — (с). В настоящей работе доказывается существование нетривиального непрерывного нечетного и ограниченного решения на всей числовой оси. Вычислены пределы построенного решения в При некоторых дополнительных ограничениях устанавливается и единственность построенного решения в определенном классе непрерывных функций. В конце работы приводятся примеры функций А(ж, t) и К(х), удовлетворяющих всем условиям сформулированных теорем.

2. Существование нетривиального нечетного непрерывного

и ограниченного решения на всей числовой оси

Сначала докажем ключевую лемму, которая будет использована при доказательстве теоремы существования нетривиального решения уравнения (1.1) на всей числовой оси. С этой целью рассмотрим следующее вспомогательное линейное однородное уравнение Вольтерра:

те

в(х) = ! \(х,ь) (Vц — х) — V(х + г)) сИ, х е (2.1)

X

относительно функции В(х), где

V(т) = 2К(т), т е Е+. (2.2)

Лемма 2.1. При выполнении условий (а) — (с1) уравнение (2.1) обладает неотрицательным нетривиальным непрерывным и ограниченным на, полуоси, Ш+ решением В(х) с асимптотикой в бесконечности,: Иш В(х) = 1.

х^+те

Доказательство. Рассмотрим следующее линейное неоднородное уравнение Вольтерра:

те

ф(х) = д(х) + ! Х(х, г) (V (г — х) — У (г + х)) ф(Ь) М, х е Е+ (2.3)

X

со специальным свободным членом

те те

д(х) = У (1 — Х(х, Ь))У ^ — х)(И ^У^ ^ + х)Х(х, ¿)М, х е Е+. (2.4)

X X

Из свойств (Ь) и (с) ядр а К легко следует, что

К(х — г) >К(х + ь), У(х, г) е к+ х к+. (2.5)

На основании (2.2), (2.5) и первого свойства (с) ядр а К имеем:

V(г — х) > V(х + г), У(х,г) е к+ х к+. (2.6)

А с учетом свойств (с) и (¿) из (2,4) нетрудно убедиться, что свободный член обладает следующими свойствами:

те

д Е ¿1(Е+) П тг(д) = ^ xg(x)dx < (2.7)

о

Непосредственной проверкой убеждаемся, что ф0(х) = 1 — решение уравнения (2.3). Докажем, что, кроме указанного решения, оно обладает также и суммируемым ограниченным на решением ф1(х). С этой целью рассмотрим следующие последовательные приближения:

те

ф(п+1)(х) = д(х) + у Х(х,г) (V (г - х) - ^ (г + х)) ф(п) (г) ¿г, п = 0,1,2,... (2.8)

X

с пулевым приближением ф(0\х) = 0, х Е К+.

Индукцией по п легко можно доказать, что поеледовательность функций {ф(п\х)}те= 0 для Ух Е возрастает по п :

ф(п)(х) I по п. (2.9)

Ниже покажем, что эта последовательность функций также ограничена сверху некоторой суммируемой на функцией. Наряду с уравнением (2.3) рассмотрим следующее консервативное уравнение восстановления:

те

Ф(х) = д(х) + ! V(г - х) ф(г) ¿г, х е . (2.10)

X

Учитывая результаты работы [5], заключаем, что уравнение (2.10) со свободным членом д структуры (2.4) и со свойствами (2.7), с ядром V структуры (2.2) и со свойетвами (а) - (с) обладает неотрицательным суммируемым ограниченным на решени ем ф(х). Индукцией по п докажем, что для Ух Е имеет место оценка:

ф(п)(х) ^ ф(х), п = 0,1, 2,.... (2.11)

Действительно, в случае п = 0 неравенство (2.11) сразу следует из (2.10) в силу неотрицательности функций V и ф. Далее, пусть (2,11) выполняется при некотором п Е N. Тогда, имея в виду свойство (в), неравенство (2.6) и неотрицательность ядерной функции V, из (2.8) имеем:

те

Ф(п+1) (х) ^ д(х) + [ \(х, г) (V (г - х) - у (г + х)) Ф(г) м ^

X

те

^ д(х) + J v(t - х) ФИ) dt = ф(х).

X

Применив вновь метод индукции по п, легко убеждаемся, что

ф(п)(х) ^ 1, X Е R+ и ф(п) Е С (R+), п = 0,1, 2,....

Следовательно, на основании (2.9) и (2.11) заключаем, что последовательность непрерывных функций {ф^ (x)^= 0 имеет поточечный предел при п ^ те:

lim ф(п\х) = ф(х),

п^+те

более того, для предельной функции имеют место следующие оценки:

ф(х) ^ 1 и д(х) ^ф(х) ^ф(х), х е R+. (2.12)

Так как поточечный предел измеримых функций является измеримым (см. [6]), то предельная функция ф измерима. Поскольку ф е L^R+) П LTO(R+), то согласно неравенству (2.12) можем утверждать, что и

ф е L1(R+) П L^(R+). (2.13)

Очевидно, что функция

В(х) = 1 - ф(х) > 0, х е R+ (2.14)

является нетривиальным решением однородного уравнения (2.1). Принимая во внимание, что Л е С(R+ х R+), V е С(R+), из (2.1), (2.13)"и (2.14) следует, что

B еС(R+), (2.15)

а 1 - B е Li(R+) П L^(R+).

Убедимся, что lim В(х) = 1. Действительно, на основании формулы (2.2) и свойств ( ), ( )

те те

0 ^ 1-В(х) = [(1 - Л(х, t)) V(t -х)М + f V(т) dr ^

х 2х

те со

^ sup (1 — Х(х, t))V(t -x)dt + V(r)dr ^

J жек+ J

x 2x

о о

^C sup (1 — X(x, t)) dt+ V(t) dr -> 0,

J xeR+ J x

x 2x

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

где C = sup V(x). Таким образом, лемма доказана. □

Теперь перейдем к формулировке и доказательству первого основного результата.

Теорема 2.1. Если выполнены условия (а) — (d), mo уравнение (1.1) обладает нетривиальным нечетным непрерывным и ограниченным решением на всей числовой оси R, причем,

lim '-р(х) = ±1.

Более того, если, для функции К имеет место строгое неравенство: К (т) > 0, те R то

1 — <р е Li (0, +ж), 1 + >£ е Li (—ж, 0).

Доказательство. Шаг I. Прямой проверкой легко убедиться, что если f(x) — непрерывное на R+ решение следующего нелинейного интегрального уравнения:

о

fp(x)=[\(x, t) (К(х — t) — К(х + t)) f(t)dt, х е R+, (2.16)

то

ф) ч Цх\ ,хлах: 0' <2'1Г)

— j (—х), если х < 0

нечетное и непрерывное решение уравнения (1.1). Полагая

5(х) = fp(x), х е R+, (2.18)

сведем изучение уравнения (2,16) к изучению нелинейного интегрального уравнения с суммарно-разностным ядром на полуоси относительно функции Б(х):

те

в(х) = ! \(х,ь) (к(х - ь) - к(х + ¿)) Ба({) <и, х е е+, (2.19)

0

где

а = 1 Е (в, (2.20)

Шаг II. Для уравнения (2,19) рассмотрим следующие последовательные приближения:

те

Я+1^) = У Ч*,^ (К(X - г) - к(х + г)) ^ (г) сИ,

в0 (х) = 1, 0 п = 0,1, 2,..., X Е Е+. Используя (2,5) и условия (Ь) - (¿), индукцией по п можно несложно доказать, что

вп(х) ¿по п. (2.22)

Теперь докажем, что для любого п = 0,1, 2,... имеет место следующее неравенство:

8п(х) > 1 " В(х), х Е Е+. (2.23)

В случае п = 0 справедливость неравенства (2.23) непосредственно следует из (2.14). Предположим (2.23) выполняется при некотором п Е N. Тогда с учетом (2.5), (2.2), (2.14) и (2.1) из (2.21) имеем:

Sn+^x) > Q^ 1 "У X(x,t) (К (х - t) - К (х + t)) B a(t) dt > 0

а те

> Q^ 1 "У Х(х, t) (К (х - t) - К (х + t)) B(t) dt >

1

> Q)1 -" ■ 2B<x) = (i)1 -" ад-

Индукцией по n можно также проверить, что

Sn Е С (R+), п = 0,1, 2,.... (2.24)

Следовательно, на основании (2.22) и (2.23) последовательность функций {Sn(ж)}^0 имеет поточечный предел при п ^ те : lim Sn(x) = S(х), причем предельная функция согласно

п^-те

теореме Б. Леви (см. [6]) является решением уравнения (2.19) и удовлетворяет следующему

двойному неравенству:

" " i

1 \ 1 -"

+

, В(х) ^ 5(ж) ^ 1, х Е Е+. (2.25)

Принимая во внимание (а), из (2.19) и (2.24) приходим к тому, что

5 Е С(Е+). (2.26)

Тогда на основании (2.24), (2.26) и теоремы Дини сходимость последовательности функций |5'га(ж)}тете0 в каждом компакте из К+ равномерна.

Шаг III. Целью этого шага является доказательство дополнительного свойства построенного решения Б :

1 - Б Е 11(Ж+). (2.27)

Сперва е учетом неравенства (2,23) заметим, что

1 2

1 2 p-1 /1\Р~ 1 1 /1\р-1 2 1 Р-1

(t) + SZ (t) + ••• + Snp (t) > Uj B 1 (t)+[2j B p (t) + ... + ^ (t). (2.28) Теперь воспользуемся леммой 2.1. Так как lim B(t) = 1, B(t) ^ 1 и B е С(R+), то

i^+те

при всяком е > 0 существует число г > 0 такое, что при t > г выполняется неравенство |1 — B(t)l ^ е. Тогда, в частности, для е = \ существует число г0 > 0 такое, что

0 ^ 1 - B(t) ^ 1 при t> го

или

1 ^ B(t) ^ 1 при t> Го. (2.29)

> о

1 2 p-1 1 + SZ (t) + S£ (t) + ••• + Snp (t) >

1 1 2 2 p-1 П\р-1 ( 1\ P (1\P-1 ( 1\ 2 1 (1\ P

> Ы +U) [i) + 2{2) = (2.30)

(2p— 1 \ / 2p-1 \ —1 1 - (2Г1 1 - (2Г- - > L

Индукцией по п можно легко доказать, что

1 — Бп еЬг(Ш+), п = 0,1, 2,.... (2.31)

Имея ввиду свойства (Ь) ядра К, перепишем итерации (2.21) в следующем виде:

те

1 — 8п+г(х)= [(1 — Х(х, Ь) К(х — ^ М+

о

(2.32)

+ у \(х, г) к(х + к(т)йт,

0 х

Бо(х) = 1, п = 0,1, 2,..., х е К+.

те

Так как / К(х)(1х = 1 и К(х) > 0, х е К, то имеет место неравенство

—те

го

Р0 = / К (у) ¿у < 1. (2.33)

—те

Учитывая (2.30), (2.31), (2.33) и условия (Ь) — (¿), из (2.32) па основании теоремы Фубини имеем:

те те те

! {1 — Бп+1 (х))(1х ^ ! (1 — Х(х, ^Б™(г)) К(х — Ь)сИ (Их+

0 0 0

те те те те

+ f fХ(х,г)к(х + г)в%(г)^¿х + ^ Jк(г)сИАх ^

0 0 0 х

I (г - ФА) к(Х - г) ** + Ц Цхл) к(Х - <)(!- ад)

00

те те те

к (х + г) бьЪдьх ^у г к (г) <и ^ ^(1 - Х(х,г)) к (х - г) <1х<и+

0 0 0

те

+ к (х - г) (1 - 8%(г)) АхАъ + 2 г к (г) сИ ^

+ к (х

0 0 0

те те те 4

^ / вир (1 - \(х,г)) к(х - г) Ахдл, + / (1 - к (и)

0 0 0 -те

тете 4

+ 2 [ г к (г) ¿г ^ /-1-1 - -ш— / к (и) <ы<и+

0 0 1 + ж(г) + ва(1) + ••• + впр (г) -те

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

те те

+ вир (1 - \(х,г)) сИ + 2 г к (г) сИ =

00

го г

= I-1-1 - ^-^^ I К (и) йи(И+

0 1 + Ж(г) + ж(г) + ••• + ви" (г) -те

те 4

+ !-Г--__ [ к(и) ¿и(ц+

го 1 + Ж(г) + вл(г) + ••• + впр (г) -те

те те го те

+ вир (1 - Х(х,г)) сИ + 2 г к (г) сИ ^ р0 (1 - Бп(г)) м + — (1 - зп(г)) 3 жек+ 3 3 Р1 3

0 0 0 г0

тете те

^У вир (1 - Х(х,г)) (И + 2 J ьк(г) (И ^ тах (р0, —^ J (1 - Зп+1(г)) (И+

0 0 0

те те

+ вир (1 - Х(х,г)) сИ + 2 г к (г) 00

Откуда следует

(2.34)

Итак, с учетом (2,22), (2,34) и теоремы Б, Леви убеждаемся в справедливости (2,27), а также получаем следующую оценку сверху:

Ю 1 / оо ОО \

(1 — S(х)) dx ^ I 1 — max (*, ^^ If sup (1 — Х(х, t))dt + 2 J tK(t)dt J . (2.35) о \0 0 /

Шаг IV. На последнем шаге докажем последнее утверждение теоремы:

lim <р(х) = ±1, 1 — у еЬг(0, +ж), 1 + у е Lx(—ж, 0). (2.36)

Поэтому сперва покажем, что lim S(х) = 1. Действительно, с учетом (2.25), (2.27) и (b) — (d) из (2.19) следует, что

о о о

0 ^ 1—S (х) ^ J (1 — Х(х, t)) К (х — t)dt + j Х(х, t) К (х — t) (1 — Sa (t)) dt + 2 J К (и) du ^

0 0 x

о о о

^ sup (1 — X(x, t)) К (x — t)dt+ К (x — t) (1 — S (t)) dt + 2 К (и) du -> 0,

J хеж+ J J

0 0 x

поскольку свертка одновременно суммируемых и ограниченных функций стремится к нулю в бесконечности (см. [7]). Следовательно, lim S(x) = 1. Тогда из (2.18) получаем,

ж^+ю

что

lim f(x) = 1. (2.37)

Более того, из (2.18) с учетом (2.27) и следующего простого неравенства:

0 ^ 1 — f(x) ^ 1 — fp(x), х е R+

следует, что 1 — f е L (R+).

Наконец, принимая во внимание непрерывность функции f(x)na. R+, а также формулы (2.17) и (2.37), приходим к (2.36). Теорема доказана. □

3. Единственность решения уравнения (1.1) в одном частном случае

Ниже докажем три вспомогательные леммы, используемые при дальнейшем изложении. Рассмотрим следующее интегральное уравнение Гаммерштейна-Вольтерра со степенной нелинейностью:

оо

h(x) = jx(x,t)(K(t — х) — K(t + x))ha(t)dt, х е R+ (3.1)

X

относительно искомой функции h(x). Имеет место следующая

Лемма 3.1. При, выполнении условий теоремы, 2.1 уравнение (3.1) обладает неотрицательным непрерывным и ограниченным решением h(x).

Доказательство. Рассмотрим следующие последовательные приближения:

о

hn+i(x) = J Х(х, t) (К(t — х) — К(t + х)) han(t)dt;

х (3.2)

i

'1\ i-°

h0(x)=(^j la ,п = 0,1, 2,..., х е R+.

Индукцией нетрудно доказать, что функции последовательности {hn(ж)}те=0 обладают следующими свойствами:

hn(х) I по п, (3,3)

i

hn (х) > Q^ 1 " B(x), п = 0,1, 2,..., х Е R+, (3.4)

hn Е С (R+), п = 0,1, 2,..., (3.5)

где B(x) — решение однородного уравнения (2.1) с асимптотикой в бесконечности: lim B(x) = 1. Следовательно, последовательность непрерывных функций {hn(ж)}те=0

ж^+те

имеет поточечный предел, когда п ^ +те: lim hn(х) = h(x). Согласно теоремы Б. Ле-

га^+те

ви предельная функция h(x) удовлетворяет уравнению (3.1), причем имеют место оценки сверху и снизу:

1 " B(x) ^ h(x) ^ (^j 1 " , ж Е R+. (3.6)

Тогда, имея ввиду (3.6) и непрерывность функций А и X, го (3,1) следует, что h Е С(R+). Лемма доказана. □

Теперь убедимся, что если А — монотонно неубывающая функция по совокупности переменных (x,t), т.е.

при (xi,ti) Е R+ х R+, г = 1, 2 и xl > х2, tl > t2 справедливо неравенство

X(xi,ti) > X(x2,t2),

то построенное решение также является монотонно неубывающим. А именно, справедлива

Лемма 3.2. Если выполнены условия леммы 3.1 и функция X — монотонно неубывающая по совокупности, переменных, то построенное решение h(x) уравнения (3.1) — также монотонно неубывающее, причем, имеет .место следующее неравенство снизу:

h^(ж) > Х(х,х)(^1 - Q(2x)^ , х Е R+, (3.7)

где

те

Q(t) = j К (и) du, г Е R+. (3.8)

т

Доказательство. Итерации (3.2) перепишем в следующем виде:

hn+l(x)= Х(х,х + т)(К(т) - К(2х + т)) h^(x + т) dr,

0

1

(3.9)

ho(x)=(^j 1 " , п = 0,1, 2,..., х Е R+.

Монотонность нулевого приближения сразу следует из (3.9). Предположим, что кп(х) I по х при некотором фиксированном п Е N. Тогда, если х1) х2 Е К+ и х1 > х2„ то, имея

ввиду свойство монотонности по совокупности переменных функции А, свойства (Ь), (с) ядра К и индукционное предположение, из (3,9) имеем:

оо

— h , 1 () = I А(т, т-. + т)( К (г)- К (',.;, + / I II /1 —I— / III -

hn+i(x\) - hn+i(x2) = I \(xi,xi + т) [к(t) - К(2xi + r)j han(xi + т) dr

)

\(x2,x2 + т) (к(t) - К(2x2 + r)^ h^(x2 + r)d

0

0

> I (\(xi,xi + t) - A(x2,x2 + т)^ (к(t) - К(2x2 + t)^ K(x2 + r)dr > 0,

0

т. е, Нп+1{х]) > кп+\{х2). Таким образом, монотонность по х каждой функции последовательности {кп{х)}"=0 установлена. Тогда и предельная функция к является монотонно неубывающей, С учетом и монотонности по совокупности переменных функции А из (3,1) получаем

к{х) > ка{х) J А(х, г) (К^ -х) - К^ + х)) ¿г > Иа{х)А{х, х) - я(2х)^ ,

X

'

ибо / К{^¿Ь = 2. Из последнего неравенства приходим к (3,7), Лемма доказана, □

02

А

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

купноети переменных, то построенное посредством последовательных приближений (2,21) решение Б{х) снизу удовлетворяет следующему неравенству:

р

S(x) >(^X(x,x)(^1 -Q(2x)^j , x E R+. (3.10)

Имеет место

Лемма 3.3. При условиях леммы, 3.2 для, решения S(x) уравнения (2.19), построенного при помощи итераций (2.21), имеет место оценка (3.10).

Доказательство. Рассмотрим итерации (2.21). Индукцией по п легко можно доказать, что

Sn(x) > h(x), п = 0,1, 2,..., x е R+. (3.11)

Следовательно, для предельной функции S(x) = lim Sn(x) имеет место неравенство:

Jn\

Б{х) > к{х), х е Е+. (3.12)

Учитывая (3.12) и (3.7), приходим к завершению доказательства. □

Теперь можем перейти к доказательству теоремы единственности решения, являющейся вторым основным результатом данной работы.

Теорема 3.1. Пусть выполнены условия леммы 3.2. Тогда, если

А{х, х) (1 - 2(({2х)^ > 1 - 2(({х), х> 0, (3.13)

то решение уравнения (2.16) единственно в следующие классе непрерывных на функций:

^f(x) ^A(x,x) Q -Q(2x)^j ^ f(x) ^ 1, x E R+; 1 - f E Li(R+)j.(3.14)

M = f(x)

Доказательство. Предположим, что уравнение (2,16) имеет два решения /ь/г € М, Тогда согласно теоремы Лагранжа о конечных приращениях и (3,14) из (2,16) имеем:

те

рХ(х,х)(2 - \ fiix)-¡г(х)\ ^ I Х(х,г) (К (х -1)-К (х+1)) \т - ш\сИ. (3.15)

о

Из (3.14) непосредственно следует, что /1 - /2 € ¿1(К+), Интегрируя обе части (3.15) по х в пределах от 0 до при этом учитывая условия (Ь) - (¿) и теорему Фубини, получаем

(2 - «Ц

PI А^^ ( 2 - Q(2x)) fi(x) - f2(x)

dx С

fi(t) - .Ш|( 1 - 2Q(t))

dt,

о 0

откуда в силу условия р > 2 приходим к неравенству:

fi(x) - f2(х) (\(х,х) (1 - 2Q(2x)) - (1 - 2Q(x))) dx С 0. (3.16)

Учитывая (3.13), из (3.16) получим, что f\(x) = f2(x) п. в. в R+. Теорема доказана. □

Замечание 3.1. Так как в уравнении (1.1) искомая функция является нечетной и удовлетворяет граничным условиям lim ц>(х) = ±1, то на основании формулы (2.17) и теоремы 3.1 заключаем, что граничная задача для уравнения (1.1) относительно нечетной непрерывной на R функции у.

те

pp(x)=f X(|ж|, Щ) К(х - t)ip(t)dt, х е R,

— те

Р(±Ж) = ±1

имеет единственное решение в следующем классе нечетных непрерывных функций:

P =< Ф)

V е С(R); ф) = { J^

если х > 0, если х < 0;

f е M

Замечание 3.2. Отметим, что решение уравнения (1.1) принимает на неотрицательной полуоси неотрицательные значения.

Замечание 3.3. Примеры функций Х(х,{) и К(х), удовлетворяющих всем условиям сформулированных теорем:

А(ж, t)

1 - ee—xe—t, £ е ( 0,-

1

(0,2)

(x,t) е R+ х R+

К(х) = -е—|ж|, ж е R.

(3.17)

(3.18)

Очевидно, что ядро К(х) удовлетворяет условиям (а) - (с). Прямой проверкой можно убедиться, что А удовлетворяет уеловиям (а), (й) и условию монотонности по совокупности аргументов.

Ниже докажем, что когда функции А и К допускают представления (3.17) и (3.18), выполняется неравенство (3.13). Заметим, что в этом случае оценка (3.13) принимает следующий вид:

(1 - е-2х)(1 - ее-2х) > 1 - е-х, х> 0. (3.19)

Это неравенство эквивалентно неравенству

ех + ее-2х >£ + 1, х > 0. (3.20)

Рассмотрим функцию

С(х) = ех + ее-2х - (е + 1), ж > 0.

Очевидно, что

G(+0) = 0, G'(х) = ех - 2ее-2х = е-2х(е3х - 2е) > е-2х(1 - 2е) > 0 при х > 0 и £ Е ^0, . Итак, неравенство (3,20) имеет место, а, следовательно, и (3,19),

Замечание 3-4- В случае когда К(х) = е-3'2 и \(х, t) = 1, нетрудно заметить, что условие (3,13) также выполнено.

Выражаем благодарность рецензенту за полезные замечания,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Владимиров B.C. О нелинейных уравнениях р-адических открытых замкнутых и открыто-замкнутых cm,руны // Теор. матем. физика. 2006. Т. 149. № 3. С. 354-367.

2. V. Vladimirov, Ya. Volovich Nonlinear dynamics equation inp—adic string theory // Theoret. and Math. Phvs. 2004. V. 138. No. 3. P. 297-309.

3. V. Vladimirov The equation of the p—adic open string for the scalar tachyon field // Izv. Mathematics. 2005. V. 69. No. 3. P. 487-512.

4. Хачатрян X.A. О разрешимости одного класса двумерных интегральных уравнений Урысона на четверти плоскости // Матем. труды. 2017. Т. 20. № 2. С. 193-205.

5. Арабаджян Л.Г., Енгибарян Н.Б. Уравнения в свертках и нелинейные функциональные уравнения //Итоги науки и техники, Мат. анализ. 1984. Т. 22. С. 175-242.

6. Колмогоров А.Н., Фомин B.C. Элементы теории функций и функционального анализа // М.: ФИЗМАТЛИТ. 2004. 572 с.

7. Арабаджян Л.Г., Хачатрян A.C. Об одном, классе интегральных уравнений типа свертки // Матем. сборник. 2007. Т. 198. № 7. С. 45-621.

Сильва Михайловна Андриян, Национальный аграрный университет Армении, ул. Теряна, 73,

0009, г. Ереван, Республика Армения E-mail: smandriyanShotmail. com

Арпеник Коляевна Кроян,

Национальный аграрный университет Армении, ул. Теряна, 73,

0009, г. Ереван, Республика Армения E-mail: arpi.kroyan.2013@mail.ru

Хачатур Агавардович Хачатрян, Институт математики HAH Армении, пр.-т Маршала Баграмяна, 24/5, 0009, г. Ереван, Республика Армения E-mail: Khach82@rambler. ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.