Матрица Коши для системы с дробной производной и последействием

Аннотация


Изучается система линейных функционально-дифференциальных уравнений с дробной производной и последействием. Исследуется вопрос о представлении решений, доказано существование матрицы Коши как ядра интегрального представления, выведены основные определяющие соотношения для матрицы Коши.Используется известное определение дробной производной Капуто порядка Исследуемая система включает, кроме производной Капуто, линейный вольтерров оператор общего вида. С помощью оператора дробного интегрирования Римана – Лиувилля исходная система сводится к линейному интегральному уравнению Вольтерра, для которого устанавливаются сходимость ряда Неймана и интегральное представление решения с использованием резольвентного интегрального оператора. Показано, что матрица Коши выражается в явном виде через резольвентное ядро этого оператора. В случае перехода к целому порядку производной полученное определяющее соотношение для матрицы Коши совпадает с известным. Использование матрицы Коши открывает широкие возможности исследования систем с производными дробного порядка в части получения эффективных признаков разрешимости краевых задач, задач управления и описания асимптотического поведения решений подобно тому, как это сделано для широких классов систем с целыми производными. В основе всех построений – использование основных положений теории абстрактных функционально-дифференциальных уравнений, разработанной руководителями Пермского семинара профессорами Н.В. Азбелевым и Л.Ф. Рахматуллиной.

Полный текст

4

Об авторах

В. П Максимов

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Список литературы

  1. Азбелев, Н. В. Абстрактное функционально-дифференциальное уравнение / Н. В. Азбелев, Л. Ф. Рахматуллина // Функционально-дифференциальные уравнения: межвуз. cб. науч. тр. — 1987. — Пермь: Изд-во Перм. политех. ин-та. — C. 3–11.
  2. Azbelev, N.V. Theory of linear abstract functional differential equations and applications / N.V. Azbelev, L. F. Rakhmatullina // Mem. Differential Equations Math. Phys. — 1996. — Vol. 8. — P. 1–102.
  3. Азбелев, Н. В. Элементы современной теории функционально-дифференциальных уравнений. Методы и приложения / Н. В. Азбелев, В. П. Максимов, Л. Ф. Рахматуллина. — М.: Ин-т компьютерн. иссл., 2002. — 384 с.
  4. Bravyi, E. I. Some economic dynamics problems for hybrid models with aftereffect / E. I. Bravyi, V. P. Maksimov, P. M. Simonov // Mathematics. — 2020. — Vol. 8, no. 1832. doi: 10.3390/math8101832.
  5. Бутковский, А. Г. Дробное интегро-дифференциальное исчисление и его приложения в теории управления. II. Дробные динамические системы: моделирование и аппаратная реализация / А. Г. Бутковский, С. С. Постнов, Е. А. Постнова // Автоматика и телемеханика. — 2013. —№ 5. — С. 3–34. doi: 10.1134/S0005117913050019.
  6. Tarasov, V. E. Non-linear macroeconomic models of growth with memory / V. E. Tarasov // Mathematics. — 2020. — Vol. 8. — No. 2078. doi: 10.3390/math8112078.
  7. Тарасова, В. В. Неприятие риска для инвесторов с памятью: эредитарные обобщения меры Эрроу — Пратта / В. В. Тарасова, В. Е. Тарасов // Финансовый журнал. — 2017. — № 2. — С. 46–63. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28966889.
  8. Rahaman, M. Arbitrary-order economic production quantity model with and without deterioration: generalized point of view / M. Rahaman, S. P. Mondal, A. A. Shaikh, A. Ahmadian, N. Senu, S. Salahshour // Advances in Difference Equations. — 2020. — Vol. 16. — P. 1–30. doi: 10.1186/s13662-019-2465-x.
  9. Нахушев, А. И. Элементы дробного исчисления и их приложения / А. И. Нахушев. — Нальчик: НИИ ПМА КБНЦ РАН, 2000. — 298 с.
  10. Kilbas, A. A. Theory and applications of fractional differential equations / A. A. Kilbas, H. H. Srivastava, J. J. Trujillo. — Amsterdam: Elsevier, 2006. — 523 p.
  11. Герасимов, А. Н. Обобщение линейных законов деформации и их приложение к задачам внутреннего трения / А. Н. Герасимов // АН СССР. Прикладная математика и механика. — 1948. — Т.12. — С. 529–539.
  12. Максимов, В. П. О формуле Коши для функционально-дифференциального уравнения / В. П. Максимов // Дифференц. уравнения. — 1977. — Т. 13, № 4. — С. 601—606.
  13. Максимов, В. П. Вопросы общей теории функционально-дифференциальных уравнений. Избранные труды / В. П. Максимов. — Пермь: ПГУ, ПСИ, ПССГК, 2003. — 306 с.
  14. Сабатулина, Т. Л. Об устойчивости линейного дифференциального уравнения с ограниченным последействием / Т. Л. Сабатулина, В. В. Малыгина // Изв. вузов. Матем. — 2020. —№ 4. — С. 25–41. doi: 10.3103/S1066369X14040045.
  15. Gorenflo, R. Mittag–Leffler functions, related topics and applications / R. Gorenflo, A. A. Kilbas, F. Mainardi, S.V. Rogosin. — New York: Springer, 2014. — 540 p. doi: 10.1007/978-3-662-43930-2.
  16. Забрейко, П. П. Интегральные уравнения / П. П. Забрейко, А. И. Кошелев, М. А. Красносельский, С. Г. Михлин, Л. С. Раковщик, В. Я.Стеценко. — М.: Наука, 1968. — 449 с.
  17. Gomoyunov, M. I. On representation formulas for solutions of linear differential equations with Caputo fractional derivatives / M. I. Gomoyunov // Fract. Calc. Appl. Anal. — 2020. — Vol. 23, no. 4. — P. 1141–1160. doi: 10.1515/fca-2020-0058.

Статистика

Просмотры

Аннотация - 17

PDF (Russian) - 9

Ссылки

  • Ссылки не определены.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах