Sự tồn tại, duy nhất nghiệm và phương pháp lặp giải một số bài toán biên cho phương trình vi phân phi tuyến cấp ba - Đặng Quang Long

"Đặng Quang Long - chuyên gia công nghệ hàng đầu với kinh nghiệm sâu rộng trong lĩnh vực máy học và ngôn ngữ tự nhiên."

Chuyên ngành
Toán Ứng Dụng
Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

110

Thời gian đọc

17 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Tổng quan nghiên cứu bài toán biên phi tuyến cấp ba
Số trang:
110 trang
Trường:
Học viện Khoa học và Công nghệ
Chuyên ngành:
Toán Ứng Dụng
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Tổng quan nghiên cứu bài toán biên phi tuyến cấp ba

Nghiên cứu mô hình toán học đóng vai trò trung tâm trong khoa học kỹ thuật hiện đại. Các hiện tượng vật lý như dòng chảy lớp biên, uốn cong dầm đàn hồi hay truyền sóng đều dẫn tới phương trình vi phân phi tuyến cấp 3. Việc giải bài toán biên phi tuyến cấp ba đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết định tính và giải thuật số. Các phương pháp cổ điển thường gặp giới hạn lớn khi xử lý tính phi tuyến mạnh. Phân tích sự tồn tại và duy nhất nghiệm vì thế trở thành tiền đề cốt lõi. Nhiệm vụ trọng tâm là thiết lập cơ sở toán học vững chắc trước khi tiến hành tính toán xấp xỉ. Các kết quả nghiên cứu giúp làm sáng tỏ cấu trúc nghiệm và dự đoán hành vi của mô hình cơ học. Việc xây dựng thuật toán hiệu quả mang lại giá trị ứng dụng cao cho kỹ thuật tính toán.

1.1. Bản chất phương trình vi phân phi tuyến cấp 3

Phương trình vi phân phi tuyến cấp 3 thường xuất hiện trong các bài toán cơ học chất lỏng và cơ học biến dạng. Dạng toán tổng quát chứa đạo hàm cấp cao nhất kết hợp với các số hạng phi tuyến phức tạp. Điều kiện biên có thể là dạng biên hai điểm, ba điểm hoặc chứa các số hạng tích phân phi địa phương. Tính chất phi tuyến làm mất đi tính chồng chất nghiệm của phương trình tuyến tính thông thường. Do đó, việc tìm nghiệm dạng giải tích đóng gần như không khả thi. Các kỹ thuật giải tích hiện đại cần được áp dụng để chuyển phương trình vi phân về dạng toán tử tích phân tương đương. Cấu trúc của bài toán biên phi tuyến cấp ba đòi hỏi không gian hàm thích hợp để bảo toàn tính khả vi của nghiệm.

1.2. Thách thức nghiên cứu bài toán biên phi tuyến

Thách thức lớn nhất khi nghiên cứu bài toán biên phi tuyến là hiện tượng đa nghiệm hoặc không tồn tại nghiệm toàn cục. Các điều kiện biên phi tuyến hoặc điều kiện biên tích phân làm tăng đáng kể độ phức tạp của bài toán. Phương pháp xấp xỉ số cần đảm bảo độ chính xác cao và duy trì tính ổn định qua từng bước tính. Nếu không có đánh giá giải tích phù hợp, thuật toán lặp rất dễ bị phân kỳ. Việc kiểm soát sai số cắt cụt và sai số làm tròn đặt ra yêu cầu khắt khe về mặt thuật toán. Nghiên cứu tập trung giải quyết đồng thời bài toán định tính và bài toán định lượng. Sự kết hợp này tạo nền tảng tin cậy cho các chương trình mô phỏng số trong thực tế.

II. Cơ sở lý thuyết giải bài toán biên phi tuyến cấp ba

Cơ sở lý thuyết của đề tài dựa trên các công cụ mạnh mẽ của giải tích hàm phi tuyến. Trọng tâm nghiên cứu là các định lý điểm bất động kinh điển và lý thuyết phương trình tích phân. Việc thiết lập sự tồn tại và duy nhất nghiệm được tiến hành thông qua chuyển đổi bài toán biên về phương trình điểm bất động. Không gian Banach của các hàm khả vi liên tục được sử dụng làm không gian trạng thái. Kỹ thuật này cho phép chuyển đổi một bài toán vi phân phức tạp thành bài toán tìm điểm bất động của toán tử phi tuyến. Việc đánh giá chuẩn toán tử quyết định trực tiếp đến tính khả thi của toàn bộ quy trình giải tích.

2.1. Ứng dụng định lý điểm bất động Banach và Schauder

Định lý điểm bất động Schauder được sử dụng để chứng minh sự tồn tại nghiệm của bài toán biên phi tuyến cấp ba trên tập lồi compact. Toán tử tích phân liên kết được chứng minh là liên tục và hoàn toàn liên tục trên không gian hàm phù hợp. Trong khi đó, định lý điểm bất động Banach và nguyên lý ánh xạ co cung cấp điều kiện đủ cho sự tồn tại và duy nhất nghiệm. Khi hàm số vế phải thỏa mãn điều kiện Lipschitz với hằng số thích hợp, toán tử tích phân trở thành một ánh xạ co. Nguyên lý ánh xạ co không chỉ khẳng định nghiệm duy nhất mà còn mở ra con đường tự nhiên để xây dựng thuật toán lặp xấp xỉ.

2.2. Xây dựng hàm Green cho bài toán cấp ba

Hàm Green đóng vai trò cầu nối then chốt để chuyển đổi phương trình vi phân phi tuyến cấp 3 sang phương trình tích phân Fredholm tương đương. Cấu trúc hàm Green cho bài toán cấp ba được xác định tường minh dựa trên các nghiệm cơ bản của toán tử vi phân tuyến tính tương ứng. Các tính chất quan trọng như tính liên tục, tính khả vi và dấu xác định của hàm Green được khảo sát tỉ mỉ. Việc ước lượng cận trên của hàm Green và các đạo hàm của nó giúp xác định chuẩn của toán tử tích phân. Các bất đẳng thức thu được từ hàm Green là cơ sở trực tiếp để áp dụng định lý điểm bất động Banach.

2.3. Nguyên lý nghiệm trên và nghiệm dưới

Phương pháp nghiệm trên và nghiệm dưới là công cụ hữu hiệu để khảo sát sự tồn tại nghiệm trong một miền xác định. Kỹ thuật này xây dựng hai hàm đóng vai trò là cận trên và cận dưới cho nghiệm thực của phương trình vi phân phi tuyến cấp 3. Miền giới hạn giữa nghiệm trên và nghiệm dưới tạo thành một tập đóng, lồi và bất biến đối với toán tử tích phân. Nhờ đó, việc áp dụng định lý điểm bất động Schauder trở nên thuận lợi hơn. Phương pháp nghiệm trên và nghiệm dưới còn hỗ trợ việc chọn hàm xấp xỉ ban đầu tốt, giúp thuật toán lặp hội tụ nhanh chóng.

III. Phương pháp lặp cho bài toán biên phi tuyến cấp ba

Thiết kế thuật toán giải bài toán biên phi tuyến cấp ba yêu cầu cấu trúc tính toán tối ưu và khả năng cài đặt linh hoạt. Phương pháp lặp được xây dựng ở hai cấp độ: liên tục và rời rạc. Ở cấp độ liên tục, quy trình lặp xác định dãy hàm tiến về nghiệm chính xác. Ở cấp độ rời rạc, bài toán được xấp xỉ bằng các hệ đại số giải được trên máy tính. Cả hai cách tiếp cận đều tận dụng cấu trúc toán tử tích phân nhằm duy trì tính hội tụ đều. Sơ đồ tính toán được tối ưu hóa để giảm khối lượng phép tính qua mỗi vòng lặp.

3.1. Thiết lập phương pháp lặp Picard liên tục

Phương pháp lặp Picard liên tục bắt đầu từ một hàm mầm ban đầu thỏa mãn điều kiện biên. Tại mỗi bước lặp, nghiệm mới được tạo ra bằng cách tác động toán tử tích phân chứa hàm Green cho bài toán cấp ba lên nghiệm của bước trước. Quá trình này tương đương với việc giải một chuỗi bài toán vi phân tuyến tính cấp ba kế tiếp nhau. Phương pháp lặp Picard bảo toàn tính trơn của các hàm xấp xỉ trung gian. Khi toán tử là ánh xạ co, dãy lặp liên tục này hội tụ đều về nghiệm duy nhất của bài toán vi phân phi tuyến. Thuật toán có tính đơn giản và dễ dàng mở rộng cho các bài toán phức tạp hơn.

3.2. Sơ đồ sai phân và rời rạc hóa thuật toán

Để thực thi trên máy tính, bài toán liên tục cần được chuyển sang mô hình rời rạc thông qua phương pháp sai phân hoặc phương pháp cầu phương. Đoạn xác định được chia thành lưới đều với bước lưới xác định. Các số hạng tích phân trong phương pháp lặp Picard được tính gần đúng bằng các công thức cầu phương hình thang hoặc Simpson cải tiến. Sơ đồ rời rạc chuyển bài toán biên phi tuyến cấp ba về dạng giải hệ phương trình ma trận tam đường hoặc đa đường. Việc giải hệ tuyến tính ở mỗi bước lặp diễn ra nhanh chóng nhờ các thuật toán khử Gauss hoặc thuật toán đuổi. Độ chính xác của nghiệm số phụ thuộc trực tiếp vào bước lưới và bậc của công thức cầu phương.

IV. Phân tích sự hội tụ bài toán biên phi tuyến cấp ba

Phân tích sự hội tụ là bước kiểm định lý thuyết bắt buộc đối với mọi thuật toán lặp. Sự hội tụ của dãy nghiệm lặp chứng minh tính đúng đắn và độ tin cậy của mô hình tính toán. Nghiên cứu thiết lập mối liên hệ giữa bước lưới không gian, bậc xấp xỉ và sai số nghiệm. Cơ sở lý thuyết của nguyên lý ánh xạ co đảm bảo tốc độ hội tụ đạt cấp độ hình học. Đánh giá sai số tiên nghiệm và hậu nghiệm giúp người tính toán kiểm soát hoàn toàn chất lượng của nghiệm xấp xỉ. Các phân tích này khẳng định tính ổn định của sơ đồ số trước các nhiễu tính toán.

4.1. Đánh giá sai số và tốc độ hội tụ của dãy lặp

Đánh giá sai số được thực hiện thông qua việc thiết lập bất đẳng thức sai số giữa nghiệm lặp thứ m và nghiệm chính xác. Khi toán tử tích phân thỏa mãn nguyên lý ánh xạ co với hệ số co q nhỏ hơn 1, khoảng cách sai số suy giảm theo quy luật hàm mũ cơ số q. Sự hội tụ của dãy nghiệm lặp được chứng minh trong chuẩn hội tụ đều trên toàn bộ miền khảo sát. Tốc độ hội tụ của thuật toán phụ thuộc trực tiếp vào hằng số Lipschitz của vế phải và cận trên của hàm Green cho bài toán cấp ba. Các đánh giá lý thuyết cho thấy sai số tổng cộng gồm sai số phương pháp lặp và sai số rời rạc hóa lưới.

4.2. Tiêu chuẩn dừng và tính ổn định nghiệm số

Tiêu chuẩn dừng thuật toán được thiết lập dựa trên chuẩn chênh lệch giữa hai bước lặp liên tiếp hoặc chuẩn phần dư của phương trình rời rạc. Thuật toán tự động kết thúc khi độ lệch này nhỏ hơn một ngưỡng dung sai cho trước. Tính ổn định của sơ đồ số đảm bảo rằng sai số làm tròn số học không bị khuếch đại qua các bước lặp. Ngay cả khi giảm nhỏ bước lưới h để tăng độ phân giải, sự hội tụ của dãy nghiệm lặp vẫn được duy trì vững chắc. Việc kiểm tra điều kiện hội tụ nghiêm ngặt giúp ngăn ngừa hiện tượng lặp vô hạn hoặc dừng sai vị trí.

V. Ứng dụng số thực tế bài toán biên phi tuyến cấp ba

Các thử nghiệm số được lập trình và chạy thực nghiệm trên môi trường tính toán khoa học MATLAB. Mục tiêu là kiểm chứng lý thuyết toán học và đánh giá hiệu năng thực tế của các sơ đồ lặp. Kết quả số thể hiện trực quan qua các bảng dữ liệu sai số và đồ thị hàm nghiệm. Thực nghiệm khẳng định tính vượt trội của phương pháp đề xuất so với các phương pháp số truyền thống. Ngoài ra, khả năng mở rộng thuật toán cho các dạng phương trình vi phân tổng quát cũng được chứng minh toàn diện.

5.1. Mô phỏng số nghiệm phương trình vi phân cấp 3

Các ví dụ số mô phỏng được thực hiện trên nhiều lớp phương trình vi phân phi tuyến cấp 3 với các điều kiện biên hai điểm khác nhau. Bảng số liệu đối chiếu giữa nghiệm giải tích và nghiệm xấp xỉ cho thấy độ khớp tuyệt đối với sai số đạt mức dung sai máy. Đồ thị nghiệm số và đạo hàm các cấp thể hiện trơn tru, đúng với tính chất vật lý của mô hình. Thời gian tính toán trên MATLAB diễn ra nhanh chóng, chỉ sau một số ít bước lặp đã đạt được độ chính xác mong muốn. Thử nghiệm thực tế khẳng định tính chính xác của các đánh giá sai số lý thuyết đã công bố.

5.2. Mở rộng cho bài toán biên tích phân phi tuyến

Thuật toán lặp tiếp tục được phát triển và áp dụng thành công cho bài toán biên tích phân phi tuyến và phương trình vi tích phân cấp ba. Điều kiện biên tích phân mô tả chính xác các hiện tượng có tương tác phi địa phương trong cơ học thực nghiệm. Bằng cách điều chỉnh hàm Green cho bài toán cấp ba và sơ đồ cầu phương tương ứng, phương pháp lặp Picard vẫn bảo toàn nguyên vẹn tính hội tụ nhanh. Các kiểm chứng số trên mô hình mở rộng chứng minh tính thích nghi cao của thuật toán trước các cấu trúc toán học phi tuyến đa dạng.

Mục lục chi tiết luận án

DECLARATION OF AUTHORSHIP
ACKNOWLEDGMENTS
List of Figures
List of Tables
Introduction
1. Some fixed point theorems
1.1. Schauder Fixed-Point Theorem
1.2. Krasnoselskii Fixed-Point Theorem
1.3. Banach Fixed-Point Theorem
1.4. Some quadrature formulas.
2. Existence results and iterative method for two-point third order nonlinear BVPs
2.1. Existence results and continuous iterative method for third order nonlinear BVPs
2.2. Some particular cases and examples
2.3. Numerical methods for third order nonlinear BVPs
2.3.1. Discrete iterative method 1
2.3.2. Discrete iterative method 2
2.4. On some extensions of the problem
3. Existence results and iterative method for some nonlinear ODEs with integral boundary conditions
3.1. Existence results and iterative method for fully third order nonlinear integral boundary value problems
3.2. Existence results and iterative method for fully fourth order nonlinear integral boundary value problems
3.3. Iterative method on continuous level
3.4. Discrete iterative method
4. Existence results and iterative method for integro-differential and functional differential equations
4.1. Existence results and iterative method for integro-differential equation
4.2. Existence results and iterative method for functional differential equation
4.2.1. Existence and uniqueness of solution
4.2.2. Solution method and its convergence
List of works of the author related to the thesis
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Đặng quang long

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (110 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- ĐẶNG QUANG LONG SỰ TỒN TẠI, DUY NHẤT NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP LẶP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN BIÊN CHO PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN PHI TUYẾN CẤP BA LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH TOÁN HỌC HÀ NỘI – 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Đặng Quang Long SỰ TỒN TẠI, DUY NHẤT NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP LẶP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN BIÊN CHO PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN PHI TUYẾN CẤP BA Chuyên ngành: Toán ứng dụng Mã số: 9 46 01 12 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH TOÁN HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. Nguyễn Đông Anh Hà Nội – Năm 2023 VIETNAM ACADEMY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY GRADUATE UNIVERSITY OF SCIENCES AND TECHNOLOGY THE EXISTENCE, UNIQUENESS AND ITERATIVE METHODS FOR SOME NONLINEAR BOUNDARY VALUE PROBLEMS OF THIRD ORDER DIFFERENTIAL EQUATIONS by DANG QUANG LONG Supervisor: Prof. NGUYEN DONG ANH Presented to the Graduate University of Sciences and Technology in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of DOCTOR OF PHILOSOPHY HANOI - 2023 DECLARATION OF AUTHORSHIP I hereby declare that this thesis was carried out by myself under the guidance and supervision of Prof. Nguyen Dong Anh.

The results in it are original, genuine and have not been published by any other author. The numerical experiments performed in MATLAB are honest and precise. The joint-authored publications have been granted permission to be used in this thesis by the co-authors. The author Dang Quang Long i ACKNOWLEDGMENTS I would like to express my deepest gratitude to my supervisor Prof.

Nguyen Dong Anh. His immense knowledge and kind guidance have helped me tremendously in the completion of this thesis. I would like to show my appreciation to the Graduate University of Sciences and Technology and Institute of Technology, Vietnam Academy of Science and Technology for their generous support during the years of my PhD program. Last but not least, this thesis would not have been possible without the support and encouragement from my family, friends and colleagues.

I would like to give a special thanks to my dear father for his invaluable professional advices. The author ii List of Figures 2.1 The graph of the approximate solution in Example 2.2 The graph of the approximate solution in Example 2.3 The graph of the approximate solution in Example 2.4 The graph of the approximate solution in Example 2.5 The graph of the approximate solution in Example 2.6 The graph of the approximate solution in Example 2.7 The graph of the approximate solution in Example 2.8 The graph of the approximate solution in Example 2.1 The graph of the approximate solution in Example 3.2 The graph of the approximate solution in Example 3.3 The graph of the approximate solution in Example 3.4 The graph of the approximate solution in Example 3.5 The graph of the approximate solution in Example 3.1 The graph of the approximate solution in Example 4.2 The graph of the approximate solution in Example 4. 91 iii List of Tables 2.1 The convergence in Example 2.2 The convergence in Example 2.3 The convergence in Example 2.4 The results in [35] for the problem in Example 2.5 The convergence in Example 2.6 The convergence in Example 2.7 The convergence in Example 2.8 The results in [36] for the problem in Example 2.9 The convergence in Example 2.10 The convergence in Example 2.11 The convergence in Example 2.1 The convergence in Example 3.2 The convergence in Example 3.3 The convergence in Example 3.4 The convergence in Example 3.5 The convergence in Example 3.6 The convergence in Example 3.1 The convergence in Example 4.1 for stopping criterion kUm − uk ≤ h2 .2 The convergence in Example 4.1 for stopping criterion kΦm −Φm−1 k ≤ 10−10 79 4.3 The convergence in Example 4.4 The convergence in Example 4. 91 iv Contents Introduction.

Some fixed point theorems. Schauder Fixed-Point Theorem. Krasnoselskii Fixed-Point Theorem. Banach Fixed-Point Theorem.

Some quadrature formulas. Existence results and iterative method for two-point third order nonlinear BVPs. Existence results and continuous iterative method for third order nonlinear BVPs 17 2. Some particular cases and examples.

Numerical methods for third order nonlinear BVPs. Discrete iterative method 1. Discrete iterative method 2. On some extensions of the problem.

Existence results and iterative method for some nonlinear ODEs with integral boundary conditions. Existence results and iterative method for fully third order nonlinear integral boundary value problems. Existence results and iterative method for fully fourth order nonlinear integral boundary value problems. Iterative method on continuous level.

Discrete iterative method. Existence results and iterative method for integro-differential and functional differential equations. Existence results and iterative method for integro-differential equation. Existence results and iterative method for functional differential equation.

Existence and uniqueness of solution. Solution method and its convergence. 92 List of works of the author related to the thesis. 94 vi Introduction Overview of research situation and the necessity of the re- search Numerous problems in the fields of mechanics, physics, biology, environment, etc.

are reduced to boundary value problems for high order nonlinear ordinary differential equations (ODE), integro-differential equations (IDE) and functional differential equa- tions (FDE). The study of qualitative aspects of these problems such as the existence, uniqueness and properties of solutions, and the methods for finding the solutions al- ways are of interests of mathematicians and engineers. One can find exact solutions of the problems in a very small number of special cases. In general, one needs to seek their approximations by approximate methods, mainly numerical methods.

Below we review some important topics in the above field of nonlinear boundary value problems and justify why we select problems for studying in this thesis. a) Existence of solutions and numerical methods for two-point third order nonlinear boundary value problems High order differential equations, especially third order and fourth order differen- tial equations describe many problems of mechanics, physics and engineering such as bending of beams, heat conduction, underground water flow, thermoelasticity, plasma physics and so on [1, 2, 3, 4]. The study of qualitative aspects and solution methods for linear problems, when the equations and boundary conditions are linear, is basically re- solved. In recent years, ones draw a great attention to nonlinear differential equations.

There are numerous researches on the existence and solution methods for fourth order nonlinear boundary value problems. It is worthy to mention some typical works con- cerning the existence of solutions and positive solutions, the multiplicity of solutions, and analytical and numerical methods for finding solutions [5, 6, 7, 8, 9, 10]. Among the contributions to the study of fourth order nonlinear boundary value problems, there are some results of Vietnamese authors (see, e. Concerning the not fully or fully third order differential equations u000 (t) = f (t, u(t), u0 (t), u00 (t)), 0<t<1 (0.1) there are also many researches.

A number of works are devoted to the existence, unique- ness and positivity of solutions of the problems with different boundary conditions. The methods for investigating qualitative aspects of the problems are diverse, including the method of lower and upper solutions and monotone technique [7, 15, 16, 17, 18, 19], Leray-Schauder continuation principle [20], fixed point theory on cones [21], etc. It should be emphasized that in the above works there is an essential assumption that the function f (t, x, y, z) : [0, 1] × R3 → R satisfies a Nagumo-type condition on the last two variables [22], or linear growth in x, y, z at infinity [20], or some complicated conditions including monotone increase in each of x and y [23], or one-sided Lipschitz 1 condition in x for f = f (t, x) [19] and in x, y for f = f (t, x, y) [17]. Sun et al.

in [24] studied the existence of monotone positive solution of the BVP for the case f = f (u(t)) under conditions which are difficult to be verified. Differently from the above approaches to the third order boundary value problems, very recently Kelevedjiev and Todorov [25] using barrier strips type conditions gave suf- ficient conditions guaranteeing positive or non-negative, monotone, convex or concave solutions. It should be said that in the mentioned works, no examples of solutions are shown although the sufficient conditions are satisfied and the verification of them is difficult. Therefore, it is desired to overcome the above shortcoming, namely, to construct easily verified sufficient conditions and show examples when these conditions are satisfied and solutions in these examples.

For solving third order linear and nonlinear boundary value problems for the equa- tion (0.1) having in mind that the problems under consideration have solutions, there is a great number of methods including analytical and numerical methods. Below we briefly review these methods via some typical works. First we mention some works where analytical methods are used. Specifically, in [26] the authors proposed an it- erative method based on embedding Green’s functions into well-known fixed point iterations, including Picard’s and Krasnoselskii–Mann’s schemes.

The uniform con- vergence is proved but the method is very difficult to realize because it requires to calculate integrals of the product the Green function of the problem with the func- tion f (t, un (t), u0n (t), u00n (t)) at each iteration. In [27, 28] the Adomian decomposition method and its modification are applied. Recently, in 2020, He [29] suggests a simple but effective way to the third-order ordinary differential equations by the Taylor series technique. In general, for solving the BVPs for nonlinear third order equations numer- ical methods are widely used.

Namely, Al Said et al. [30] have solved a third order two point BVP using cubic splines. Noor et al. [31] generated second order method based on quartic splines.

Other authors [32, 33] generated finite difference schemes using fourth degree B-spline and quintic polynomial spline for this problem subject to other boundary conditions. El-Danaf [34] constructed a new spline method based on quartic nonpolynomial spline functions that has a polynomial part and a trigonomet- ric part to develop numerical methods for a linear differential equation. Recently, in 2016 Pandey [35] solved the problem for the case f = f (t, u) by the use of quartic polynomial splines. The convergence of the method of at least O(h2 ) for the linear case f = f (t) was proved.

In the following year, this author in [36] proposed two difference schemes for the general case f = f (t, u(t), u0 (t), u00 (t)) and also established the second order accuracy for the linear case. In 2019, Chaurasia et al. [37] used ex- ponential amalgamation of cubic spline functions to form a novel numerical method of second-order accuracy. It should be emphasized that all of above mentioned authors only drew attention to the construction of the discrete analogue of the equation (0.1) associated with some boundary conditions and estimated the error of the obtained solu- tion assuming that the nonlinear system of algebraic equations can be solved by known iterative methods.

Thus, they did not take into account the errors arising in the last iterative methods. Motivated by the above facts we wish to construct iterative numerical methods of competitive accuracy or more accurate compared with some existing methods, and importantly, to obtain the total error combining the error of iterative process and the error of discretization of continuous problems at each iteration. 2 b) Boundary value problems with integral boundary conditions Recently, boundary value problems for nonlinear differential equations with integral boundary conditions have attracted attention from many researchers. They consti- tute a very interesting and important class of problems because they arise in many applied fields such as heat conduction, chemical engineering, underground water flow, thermoelasticity and plasma physics.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Đặng Quang Long (2023). Sự tồn tại và phương pháp lặp giải bài toán biên phi tuyến cấp ba [Luận án tiến sĩ, Học viện Khoa học và Công nghệ]. LuanAn.net. https://luanan.net/toan-hoc/giai-tich/su-ton-tai-va-phuong-phap-lap-giai-bai-toan-bien-phi-tuyen-cap-ba

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Sự tồn tại và phương pháp lặp giải bài toán biên phi tuyến cấp ba" nghiên cứu về vấn đề gì?

"Đặng Quang Long - chuyên gia công nghệ hàng đầu với kinh nghiệm sâu rộng trong lĩnh vực máy học và ngôn ngữ tự nhiên."

Luận án "Sự tồn tại và phương pháp lặp giải bài toán biên phi tuyến cấp ba" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ. Năm bảo vệ: 2023.

Luận án "Sự tồn tại và phương pháp lặp giải bài toán biên phi tuyến cấp ba" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Sự tồn tại và phương pháp lặp giải bài toán biên phi tuyến cấp ba" thuộc chuyên ngành Toán ứng dụng. Danh mục: Giải Tích.

Luận án "Sự tồn tại và phương pháp lặp giải bài toán biên phi tuyến cấp ba" có bao nhiêu trang?

Luận án "Sự tồn tại và phương pháp lặp giải bài toán biên phi tuyến cấp ba" có 110 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Sự tồn tại và phương pháp lặp giải bài toán biên phi tuyến cấp ba" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter