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两类一阶线性微分方程组解的谱参数幂级数表示

经典分析与常微分方程 2019-04-09 v1 数学物理 math.MP 数值分析

摘要

对含谱参数任意矩阵系数的一维 Dirac 系统给出了谱参数幂级数(SPPS)形式的一般解表示,BdYdx+P(x)Y=λR(x)Y, B \frac{dY}{dx} + P(x)Y = \lambda R(x)Y, 其中 Y=(y1,y2)TY=(y_1,y_2)^T 为未知向量函数,λ\lambda 为谱参数,B=(0110)B = \begin{pmatrix}0 & 1 \\ -1 & 0\end{pmatrix}PP 为对称 2×22\times 2 矩阵,RR 为任意 2×22\times 2 矩阵,其元素为可积复值函数。这些级数中的系数函数通过从一个非消失的特解(对应某一 λ=λ0\lambda = \lambda_0)开始递归迭代简单积分过程得到。我们证明了此类解的存在性。对一般的两类一阶线性微分方程组 P(x)dYdx+Q(x)Y=λR(x)Y, x[a,b], P(x)\frac{dY}{dx}+Q(x)Y = \lambda R(x)Y,\ x\in [a,b], 其中 PPQQRR2×22\times 2 矩阵,其元素为可积复值函数,且 PP 对每个 xx 可逆,给出了将其化为上述类型的一种变换。提供了 SPPS 表示应用于初值与谱问题求解的总体方案及数值说明。

关键词

引用

@article{arxiv.1904.03361,
  title  = {Spectral parameter power series representation for solutions of linear system of two first order differential equations},
  author = {Nelson Gutiérrez Jiménez and Sergii M. Torba},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03361},
  year   = {2019}
}

备注

18 pages, 2 tables