ISSN 1817-2172, рег. Эл. № ФС77-39410, ВАК

Дифференциальные Уравнения
и
Процессы Управления

О разрешимости периодической задачи для двумерной системы обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка

Автор(ы):

Эргашбой Мухамадиев

доктор физико-математических наук,профессор,
профессор кафедры математики и информатики,
Вологодский государственный университет

emuhamadiev@rambler.ru

Алижон Набиджанович Наимов

доктор физико-математических наук,профессор,
профессор кафедры математики и информатики,
Вологодский государственный университет

naimovan@vogu35.ru

Аннотация:

Исследована периодическая задача c периодом равным $1$ для двумерной системы обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка, в которой главная нелинейная часть порождена многочленом от одного комплексного переменного. Доказано, что если выпуклая оболочка корней порождающего многочлена не содержит чисел кратных 2 i*pi, то имеет место априорная оценка для решений периодической задачи. В условиях априорной оценки, применяя методы вычисления вращения векторных полей, доказана разрешимость периодической задачи при любом возмущении из заданного класса. Рассматриваемая система уравнений не сводится к аналогичной системе уравнений первого порядка с главной положительно однородной нелинейной частью. Для систем уравнений первого порядка периодическая задача исследована в работах В.А. Плисса, М.А. Красносельского и их последователей с применением методов априорной оценки и вычисления вращения векторных полей. Известно, что априорная оценка решений краевых задач для систем нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка сопряжена с трудностями, связанными с оценкой прозводной первого порядка решения при ограниченности самого решения. В настоящей работе на примере периодической задачи для рассматриваемой системы уравнений второго порядка установлено, что априорная оценка выводима, если сочетать методы исследования аналогичных систем уравнений первого порядка и методы качественного исследования сингулярно возмущенных систем уравнений. Полученные результаты в последующем можно обобщить для многомерных систем уравнений второго порядка, применяя идею метода направляющей функции.

Ключевые слова

Ссылки:

  1. Плисс В. А . Нелокальные проблемы теории колебаний. М. : Наука, 1964
  2. Красносельский М. А. Оператор сдвига по траекториям дифференциальных уравнений. М. : Наука, 1966
  3. Красносельский М. А., Забрейко П. П. Геометрические методы нелинейного анализа. М. : Наука, 1975
  4. Звягин В. Г., Корнев С. В. Метод направляющих функций в задаче о существовании периодических решений дифференциальных уравнений. Современная математика. Фундаментальные направления. 2015. Т. 58. C. 59-81
  5. Перов А. И., Каверина В. К. Об одной задаче Владимира Ивановича Зубова. Дифференц. урав. 2019. Т. 55, № 2. C. 269-272
  6. Мухамадиев Э. К теории периодических решений систем обыкновенных дифференциальных уравнений. Докл. АН СССР. 1970. Т. 194, № 3. C. 510-513
  7. Мухамадиев Э., Наимов А. Н. Об априорной оценке и существовании периодических решений для одного класса систем нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений. Изв. вузов. Матем. 2022. № 4. C. 37-48
  8. Клоков Ю. А. Априорные оценки решений обыкновенных дифференциальных уравнений. Дифференц. урав. 1979. Т. 15, № 10. C. 1766-1773
  9. Наимов А. Н., Кобилзода М. М. О разрешимости периодической задачи для нелинейного обыкновенного дифференциального уравнения второго порядка. Изв. вузов. Матем. 2021. № 8. C. 56-65
  10. Наимов А. Н., Хакимов Р. И. Оценка производных периодических решений одного класса систем нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. Вестник Таджикского национального университета. 2017. №~1/5. C. 12-16

Полный текст (pdf)