Выпуск №8 (Август)
V Международная научная конференция "Science and Global Studies", 30 декабря 2020 (Прага, Чехия)

V Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Прага, Чехия), «28» декабря 2020 года

IV Международная научная конференция "Science and Global Studies", 30 ноября 2020 (Прага, Чехия)

IV Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Прага, Чехия), «27» ноября 2020 года

ІІІ Международная научная конференция "Science and Global Studies", 30 октября 2020 (г. Прага, Чехия)

ІIІ Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Братислава - Вена), «26» мая 2020 года

ІІ Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Братислава - Вена), «27» апреля 2020 года

Science and Global Studies, 31 марта 2020 (г. Братислава, Словакия)

Международная научная конференция «Научные исследования: парадигма инновационного развития» (Братислава - Вена), «25» марта 2020 года

Science and Global Studies, 30 декабря 2019 (г. Братислава, Словакия)

XLV Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.11.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIV Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.10.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 29.08.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.07.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.06.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.05.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XL Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.03.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

МНПК "Цифровая трансформация и инновации в экономике, праве, государственном управлении, науке и образовательных процессах", 18-21.03.2019

XXXIX Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.02.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XIII Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 31.01.2019 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXVIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.01.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XXXVІI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.10.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXIV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.08.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 31.07.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХІ Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXIХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.04.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.03.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІІІ МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 19-22.03.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 28.02.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХVІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XІІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.12.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.09.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

X Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

"Тенденции развития национальных экономик: экономическое и правовое измерение" 18-19.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом и ККИБиП)

ХIX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.04.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.03.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 20–23.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.02.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.01.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 28.12.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.10.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.10.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конф. «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 30.09.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.09.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.08.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 29.07.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.06.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІX Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VI Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.05.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

V Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 29.04.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.04.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 31.03.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІI Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 30.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 21-24.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 26.02.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

II Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 20.02.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.12.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IV Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.12.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 29.10.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 28.10.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

III Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.09.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

III Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.08.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІІ Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 30.06.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

II Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.05.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы экономики и финансов, 29.04.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Научный диспут: вопросы экономики и финансов, 31.03.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы современной науки, 27.03.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

Глобальные проблемы экономики и финансов, 27.02.2015 (Совместная конференция с финансово-экономическим научным советом)



Summary: The article offers an approach to establishment of conditions of existence and uniqueness of solution of the boundary value problem for the linear integro-differential equation with a parameter, as well as represents the method of reducing the given problem to the equivalent integral equation.

The article is of theoretical nature. The results obtained may be used for treatment of specific applied problems. Theoretical computations are illustrated with specific example. 

Keywords: boundary-value problem, integro-differential equation, uniqueness of a solution, integral equation.


Отрасль науки: Физико - математические науки
Скачать статью (pdf)

Physics and Mathematics

УДК 517.9

Nesterenko Olha

Candidate of Physical and Mathematical Sciences

Associate Professor of the Department of Mathematics

Kyiv National University of Technologies and Design

ON RESEARCH OF THE PROBLEM  FOR THE INTEGRO-DIFFERENTIAL EQUATION

Summary: The article offers an approach to establishment of conditions of existence and uniqueness of solution of the boundary value problem for the linear integro-differential equation with a parameter, as well as represents the method of reducing the given problem to the equivalent integral equation.

The article is of theoretical nature. The results obtained may be used for treatment of specific applied problems. Theoretical computations are illustrated with specific example.

The work objective is to determine conditions for solvability of the boundary value problem for the linear integro-differential equation with a parameter.

The object of research is the boundary value problem for the linear integro-differential equation with a parameter.

The subject of research is conditions of existence and uniqueness of solution of the boundary value problem for the linear integro-differential equation with a parameter.

The research methods are basic methods of research and up-to-date results of the theory of differential and integral equations.

Keywords: boundary-value problem, integro-differential equation, uniqueness of a solution, integral equation.

The theory of differential, integral equations has recently gained widespread acceptance, which is explained, first of all, by relation of the given area with problems arising in mechanics, physics, biology, ecology, economics, etc. In addition to the application-oriented aspect being of prime importance, the mathematical part of the problems is also of some interest.

The issues of existence and uniqueness of solution were considered in the works of [1-7].

Researches, proving theorems of existence and uniqueness of solution of a posed problem was carried out based on methods developed in [2-4].

We consider the integro-differential equation

 .                        (1)

We pose the problem of determination of a function  and a parameter  such that satisfy the equation (1) almost everywhere, boundary condition and the limitation

                                                      (2)

                                                  (3)

If such pair   exists, then problem (1) - (3) is considered compatible.

Let us assume that:

  1. ;
  2. ;
  3. the coefficients ;
  4. ;
  5. the matrix the matrix whose elements are linearly independent functions square-summable on the interval ;
  6. the constant matrix  whose elements take the form
  7. are given;
  8.  the kernel is square-summable in the totality of variables.

We will show that problem (1) - (3) is equivalent to an integral equation without limitations. Let us consider the generating problem

                                        (4)

                                                    (5)

  1.  

                         (6)

in addition, the given function , and the coefficients  are continuous on the interval .

         Lemma. If the homogeneous problem

                          (7)

has only the trivial solution, then there exist a vector , functions  and a matrix such that the unique solution of the inhomogeneous problem (4), (5) is given by the formulas

                                         (8)

                                             (9)

and the properties

                          (10)

where  is the identity matrix in , are valid.

         Indeed, let us assume that the coefficients  are selected so that there exists the Green function  of the problem

    (11)

and it can be constructed explicitly. Under such assumption, the unique solution of problem (4) is given by the formula

                              (12)

where is the solution of problem (11) for . We write relation (12) as

                                (13)

where

                                           (14)

In order to determine the parameter we substitute relation (13) in condition (3)

.

After some transformations, we obtain the system of linear algebraic equations

  (15)

Let us denote in (15)

  (16)

                   (17)

Then system (15) can be written as

                                       (18)

         We note that, under the condition of lemma, it is easy to prove the nonsingularity of the matrix .

         Having solved system (18), we obtain

                                 (19)

After the introduction of the notation

,                                    (20)

relation (19) takes the form (9), namely

.

We now substitute relation (9) in (13) and after simple transformations, we obtain

       (21)

For convenience, we introduce the notation

                                    (22)

                                (23)

and then we obtain the formula (8)                                                

We now verify the validity of relations (10), using designations (20), (17), (14), (16)

The validity of the second relation in (10) is verified with the use of the same designations, formula (23), and the first relation in (10). We have

Hence, the lemma is proved.

We can now reduce problem (1) - (3) to an integral equation. For this purpose, we write (1) in the form    

or in the form relation (4) as

by introducing the notation

            (24)

and using formula (6).

Substituting the relation (8) in the right-hand side of relation (24), we obtain

After some transformations, we obtain

  (25)

Let us denote

       (26)

  

(27)

Then relation (25) takes the form

.                                   (28)

The simple reasoning yields the validity of the following assertion: problem (1) - (3) is equivalent to the integral equation (28).

The equivalence is understood in the following meaning: if  is a solution of equation (28), then the function  and the parameter  that are defined by the formulas

   (29)

                       (30)

Conversely, if  and   are a solution of problem (1) - (3), then the function

                                            (31)

– is a solution of equation (28).        

Theorem. If the matrix , given by formula (16) is nonsingular, then problem (1) - (3) is compatible if a solution of the integral equation (28) exists.

We now reduce the boundary-value problem

(32)

                                     (33)

                                                   (34)

to an integral equation of the form (28).

For this purpose, we consider the auxiliary problem

 (35)

                                                     (36)

and will construct its solution.

Having solved problem (35), we obtain

        (37)

                                               (38)

In order to determine the parameter , we substitute relation (37) in condition (36):

Making calculations with regard for (38), we obtain ,

From whence, we have

              (39)

Let us denote in (39)

 (40)

then we obtain formula (9), namely

Relations (37) and (39) yield

   (41)

Hence, if we denote in (41)

       (42)

               (43)

we obtain formula (8), namely

We note that it is easy to verify by direct calculations with the use of formulas (40), (42), (43) that relations (10) hold. Indeed,

In our case, formula (25) takes the form

   (44)

Let us substitute representation (41) in (44):

With regard for designations (42) and (43), we have   

     (45)

In relation (45), we denote

then we obtain an integral equation of the form (28), i.e.,

Thus, problem (32) - (34) is reduced to the integral equation (45).

Hence, according to Theorem, problem (32) - (34) is compatible, and its solution calculated by formulas (39) and (41) takes the form

Conclusions of the given research and prospects for further researches. Based on the results obtained for integral equations it is established the conditions of compatibility of the indicated problem. A new approach to the study of the boundary-value problem for an integro-differential equation with parameters and restrictions by means of its reduction to an equivalent integral equation is proposed.

Thereafter it is planned to highlight and substantiate efficiency and conditions of application to the given problem of approximate methods, in particular, iterative and projective methods.

References:

  1. Вольтерра В. Теория функционалов, интегральных и интегро-дифференциальных уравнений / Вольтерра В. – М.: Наука, 1982. – 304 с.
  2. Лучка А. Ю. Проекционно-итеративные методы / Лучка А. Ю. – Киев: Наук. Думка, 1993. – 288 с.
  3. Лучка А. Ю. Интегральные уравнения с ограничениями и методы их решения / А. Ю. Лучка // Кибернетика и систем. анализ. – 1996. – №3. – С. 82–96.
  4. Лучка А. Ю. Методи розв’язання рівнянь з обмеженнями і проекційно-ітеративний метод Ю. Д. Соколова / А. Ю. Лучка // Укр. мат. журн. – 1996. – Т.48, №11. – С. 1501–1509.
  5. Ронто Н. И. Об одном методе исследования краевых задач с параметрами / Н. И. Ронто, В. А. Ронто // Краевые задачи математической физики. – Киев: Наук. думка, 1990. – С. 3–10.
  6. Самойленко А. М. Розв'язність задачі Коші для лінійних інтегро-диференціальних рівнянь з перетвореним аргументом / А. М. Самойленко, Н.З. Дільна, А. М. Ронто // Нелінійні коливання. – 2005. – Т.8, №3. – С. 388–403.
  7. Самойленко А.М. Метод Бубнова-Галеркина построения периодических решений интегро-дифференциальных уравнений типа Вольтера / А. М. Самойленко, О. Д. Нуржанов // Дифференциальные уравнения. – 1979. –Т.15, №8. – С. 1503–1517.