Прямые и проекционные методы решения слабосингулярных интегральных уравнений I рода. Габдулхаев Б.Г. - 96 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Отметим, что свойства ϕ
(t) для конкретных слабосингулярных раз-
ностных ядер h(tτ) можно установить с помощью соответствующих
результатов работ [9, 45, 66, 72]. А нужные нам свойства матрицы A
n
с учетом ее симметричности и теплицевости в ряде случаев легко вы-
вести из известных результатов В.А. Цецохо (см., напр., [78-81]). При-
ведем два из таких результатов в следующей лемме.
Лемма 1.1. а) Если h(t, τ) = |t τ|
γ
, где 0 < γ = const < 1,
то
θ
n,3
= kA
1
n
k
3
= O (n
1γ
); (1.36)
б) если же h(t τ) = ln |t τ|, то
θ
n,3
= kA
1
n
k
3
= O (n). (1.37)
Из теорем 1.1 1.3 и леммы 1.1 в случае ядер (0.3) следует
Теорема 1.4. В случае ядер (0.3) СЛАУ (1.5) имеет единствен-
ное решение α
1
, α
2
, . . . , α
n
. При этом справедливы утверждения:
а) Если решение уравнения (0.1) с ядром h(τ) = |τ|
γ
, 0 < γ < 1,
удовлетворяет условию ϕ
H
α
[1, 1], 0 < α 6 1, то при α + γ > 1
приближенное решение (1.3
) сходится к точному решению ϕ
(t) со
скоростью
max(kϕ
ϕ
n
k
2
, k~ϕ
~ϕ
n
k
3
) = H(ϕ
; α) · O (n
1αγ
); (1.38)
если же ϕ
H
α
2
, а γ < 1/2, то и со скоростью
max(kϕ
ϕ
n
k
2
, k~ϕ
~ϕ
n
k
3
) = H(ϕ
; α)
2
· O (n
1αγ
). (1.39)
б) Если решение уравнения (0.1) с ядром h(τ) = ln |τ | удовлетво-
ряет условию ϕ
H
α
2
[1, 1], 0 < α 6 1, то справедлива оценка
1)
max(kϕ
ϕ
n
k
2
, k~ϕ
~ϕ
n
k
3
) = H(ϕ
; α)
2
· O (n
1α
), (1.40)
где H(ϕ; α) и H(ψ; α)
2
наименьшие постоянные условий Г¨eльдера
функций ϕ H
α
и ψ F
α
2
в пространствах соответственно H
α
=
= Lip α и H
α
2
= Lip (α, 2) (0 < α 6 1) .
Замечание 1.2. Приведенные выше результаты справедливы лишь
в случае, если точное решение с.и.у. (0.1) удовлетворяет условию ϕ
L
2
[1, 1] . Если же решение ϕ
/ L
2
[1, 1] , то согласно теории с.и.у.
(0.1) его, как правило, можно представить в виде
ϕ
(t) = ψ
(t) (1 t
2
)
1/2
, (1.41)
1)
Здесь, как и выше, ~ϕ
~ϕ
n
есть n –мерный вектор с координатами ϕ
(
¯
t
k
)
ϕ
n
(
¯
t
k
) = ϕ
(
¯
t
k
) α
k
, k = 1, n..
95
Отметим, что свойства ϕ∗ (t) для конкретных слабосингулярных раз-
ностных ядер h(t−τ ) можно установить с помощью соответствующих
результатов работ [9, 45, 66, 72]. А нужные нам свойства матрицы An
с учетом ее симметричности и теплицевости в ряде случаев легко вы-
вести из известных результатов В.А. Цецохо (см., напр., [78-81]). При-
ведем два из таких результатов в следующей лемме.
         Лемма 1.1. а) Если h(t, τ ) = |t − τ |−γ , где 0 < γ = const < 1,
то
                                  θn,3 = kA−1
                                           n k3 = O (n
                                                      1−γ
                                                          );                     (1.36)
б) если же h(t − τ ) = ln |t − τ |, то
                                   θn,3 = kA−1
                                            n k3 = O (n).                        (1.37)
         Из теорем 1.1 – 1.3 и леммы 1.1 в случае ядер (0.3) следует
     Теорема 1.4. В случае ядер (0.3) СЛАУ (1.5) имеет единствен-
ное решение α1∗ , α2∗ , . . . , αn∗ . При этом справедливы утверждения:
     а) Если решение уравнения (0.1) с ядром h(τ ) = |τ |−γ , 0 < γ < 1,
удовлетворяет условию ϕ∗ ∈ H α [−1, 1], 0 < α 6 1, то при α + γ > 1
приближенное решение (1.3∗ ) сходится к точному решению ϕ∗ (t) со
скоростью
         max(kϕ∗ − ϕ∗n k2 ,         ϕ∗ − ϕ
                                   k~    ~ ∗n k3 ) = H(ϕ∗ ; α) · O (n1−α−γ );    (1.38)
если же ϕ∗ ∈ H2α , а γ < 1/2, то и со скоростью
         max(kϕ∗ − ϕ∗n k2 ,        ϕ∗ − ϕ
                                  k~    ~ ∗n k3 ) = H(ϕ∗ ; α)2 · O (n1−α−γ ).    (1.39)
    б) Если решение уравнения (0.1) с ядром h(τ ) = ln |τ | удовлетво-
ряет условию ϕ∗ ∈ H2α [−1, 1], 0 < α 6 1, то справедлива оценка 1)
             max(kϕ∗ − ϕ∗n k2 ,      ϕ∗ − ϕ
                                    k~    ~ ∗n k3 ) = H(ϕ∗ ; α)2 · O (n1−α ),    (1.40)
где H(ϕ; α) и H(ψ; α)2 – наименьшие постоянные условий Гëльдера
функций ϕ ∈ H α и ψ ∈ F2α в пространствах соответственно H α =
= Lip α и H2α = Lip (α, 2) (0 < α 6 1) .
     Замечание 1.2. Приведенные выше результаты справедливы лишь
в случае, если точное решение с.и.у. (0.1) удовлетворяет условию ϕ∗ ∈
L2 [−1, 1] . Если же решение ϕ∗ ∈
                                / L2 [−1, 1] , то согласно теории с.и.у.
(0.1) его, как правило, можно представить в виде
                                  ϕ∗ (t) = ψ ∗ (t) (1 − t2 )−1/2 ,               (1.41)
   1)   Здесь, как и выше, ϕ ~∗ − ϕ~ ∗n есть n –мерный вектор с координатами ϕ∗ (t̄k ) −
ϕ∗n (t̄k )    ∗         ∗
          = ϕ (t̄k ) − αk , k = 1, n..

                                                95