Аннотация:
Рассматривается задача Коши для неявного дифференциального уравнения nn-го порядка g(t,x,˙x,…,x(n))=0,t∈[0,T],x(0)=A.g(t,x,˙x,…,x(n))=0,t∈[0,T],x(0)=A.
Предполагается, что A=(A0,…,An−1)∈Rn, функция g:[0,T]×Rn+1→R измерима по первому аргументу t∈[0,T], а при фиксированном t функция g(t,⋅):Rn+1→R непрерывна справа и монотонна по каждому из первых n аргументов, а по последнему n+1-му аргументу непрерывна. Также предполагается, что для некоторых достаточно гладких функций η,ν справедливы неравенства
ν(i)(0)≥Ai≥η(i)(0),i=¯0,n−1,ν(n)(t)≥η(n)(t),t∈[0,T];g(t,ν(t),˙ν(t),…,ν(n)(t))≥0,g(t,η(t),˙η(t),…,η(n)(t))≤0,t∈[0,T].
Получены достаточные условия разрешимости и оценки решений рассматриваемой задачи Коши, кроме того, при выполнении этих условий множество решений, удовлетворяющих неравенствам η(n)(t)≤x(n)(t)≤ν(n)(t), не пусто, и в этом множестве содержатся решения с наибольшей и наименьшей n-й производной. Это утверждение аналогично классической теореме Чаплыгина о дифференциальном неравенстве. Метод доказательства использует результаты о разрешимости уравнений в частично упорядоченных пространствах. Приведены примеры применения полученных результатов к исследованию неявных дифференциальных уравнений второго порядка.
Ключевые слова:
неявное дифференциальное уравнение n-го порядка, наибольшее и наименьшее решения, оценки решений, теорема Чаплыгина о дифференциальном неравенстве.
Поступила в редакцию: 15.06.2021
Тип публикации:
Статья
УДК:517.922, 517.927.4
Образец цитирования:
С. Бенараб, “О теореме Чаплыгина для неявного дифференциального уравнения n-го порядка”, Вестник российских университетов. Математика, 26:135 (2021), 225–233
\RBibitem{Ben21}
\by С.~Бенараб
\paper О теореме Чаплыгина для неявного дифференциального уравнения $n$-го порядка
\jour Вестник российских университетов. Математика
\yr 2021
\vol 26
\issue 135
\pages 225--233
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/vtamu227}
\crossref{https://doi.org/10.20310/2686-9667-2021-26-135-225-233}
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/vtamu227
https://www.mathnet.ru/rus/vtamu/v26/i135/p225
Эта публикация цитируется в следующих 4 статьяx:
А. А. Базулкина, Л. И. Родина, “Теорема сравнения для систем дифференциальных уравнений и ее применение для оценки средней временной выгоды от сбора ресурса”, Изв. ИМИ УдГУ, 63 (2024), 3–17
E. S. Zhukovskiy, I. D. Serova, “On a Control Problem for a System of Implicit Differential Equations”, Дифференциальные уравнения, 59:9 (2023), 1283
Jervin Zen Lobo, Sanket Tikare, Mahammad Khuddush, “Chaplygin's method for second-order neutral differential equations with piecewise constant deviating arguments”, J Anal, 2023
С. Бенараб, Е. А. Панасенко, “Об одном включении с отображением, действующим из частично упорядоченного пространства в множество с рефлексивным бинарным отношением”, Вестн. Удмуртск. ун-та. Матем. Мех. Компьют. науки, 32:3 (2022), 361–382