Luận án tiến sĩ về sự tồn tại duy nhất nghiệm và phương pháp lặp cho phương trình vi phân phi tuyến cấp ba

• Tác giả: Đặng Quang Long
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Đông Anh
• Trường học: Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Toán ứng dụng
• Đề tài: Nghiên Cứu Sự Tồn Tại Duy Nhất Và Phương Pháp Lặp Cho Bài Toán Biên Vi Phân Phi Tuyến Cấp Ba
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 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
• 1.5. Existence results and iterative method for two-point third order nonlinear BVPs
• 1.6. Existence results and continuous iterative method for third order nonlinear BVPs
• 2. CHƯƠNG 2: SOME PARTICULAR CASES AND EXAMPLES
• 2.1. Numerical methods for third order nonlinear BVPs
• 2.2. Discrete iterative method 1
• 2.3. Discrete iterative method 2
• 2.4. On some extensions of the problem
• 2.5. Existence results and iterative method for some nonlinear ODEs with integral boundary conditions
• 2.6. Existence results and iterative method for fully third order nonlinear integral boundary value problems
• 2.7. Existence results and iterative method for fully fourth order nonlinear integral boundary value problems
• 2.8. Iterative method on continuous level
• 2.9. Discrete iterative method
• 2.10. Existence results and iterative method for integro-differential and functional differential equations
• 2.11. Existence results and iterative method for integro-differential equation
• 2.12. Existence results and iterative method for functional differential equation
• 2.13. Existence and uniqueness of solution
• 2.14. Solution method and its convergence
• LIST OF WORKS OF THE AUTHOR RELATED TO THE THESIS

I. Giới thiệu

Bài viết này tập trung vào việc nghiên cứu sự tồn tại duy nhất và phương pháp lặp cho bài toán biên vi phân phi tuyến cấp ba. Các bài toán này có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như cơ học, vật lý và kỹ thuật. Việc tìm kiếm các giải pháp cho các phương trình vi phân phi tuyến cấp ba là một thách thức lớn, đặc biệt là trong việc xác định các điều kiện biên. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp các kết quả lý thuyết mà còn đề xuất các phương pháp tính toán hiệu quả để giải quyết các bài toán này.

1.1. Tình hình nghiên cứu

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các phương trình vi phân cấp cao, đặc biệt là cấp ba và cấp bốn, mô tả nhiều hiện tượng trong thực tế. Các phương pháp hiện có chủ yếu tập trung vào các bài toán tuyến tính, trong khi các bài toán phi tuyến vẫn còn nhiều thách thức. Việc nghiên cứu sự tồn tại và duy nhất của các giải pháp cho các bài toán này là rất quan trọng. Các phương pháp như phương pháp lặp và các định lý điểm cố định đã được áp dụng để tìm kiếm các giải pháp cho các bài toán này.

II. Kết quả tồn tại và phương pháp lặp cho bài toán biên phi tuyến cấp ba

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng có thể xác định được các điều kiện cần thiết để đảm bảo sự tồn tại duy nhất của các giải pháp cho bài toán biên vi phân phi tuyến cấp ba. Các kết quả này được xây dựng dựa trên các định lý điểm cố định như định lý Schauder và định lý Banach. Việc áp dụng các định lý này cho phép xác định các điều kiện biên mà tại đó các giải pháp tồn tại. Hơn nữa, các phương pháp lặp được phát triển để tìm kiếm các giải pháp gần đúng cho các bài toán này.

2.1. Phương pháp lặp

Phương pháp lặp được sử dụng để giải quyết các bài toán biên vi phân phi tuyến bằng cách xây dựng một chuỗi các xấp xỉ. Các phương pháp này không chỉ giúp tìm kiếm các giải pháp mà còn cho phép đánh giá độ hội tụ của các giải pháp. Các kết quả cho thấy rằng phương pháp lặp có thể đạt được độ chính xác cao trong việc tìm kiếm các giải pháp cho các bài toán này. Việc áp dụng các phương pháp số như phương pháp phân tích số và phương pháp lặp đã chứng minh được tính hiệu quả trong việc giải quyết các bài toán phức tạp này.

III. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như kỹ thuật, vật lý và sinh học. Các bài toán biên vi phân phi tuyến cấp ba thường xuất hiện trong các mô hình mô phỏng các hiện tượng vật lý phức tạp. Việc tìm kiếm các giải pháp cho các bài toán này có thể giúp cải thiện các mô hình và dự đoán chính xác hơn trong các ứng dụng thực tế. Hơn nữa, các phương pháp lặp được phát triển có thể được áp dụng trong các phần mềm tính toán để giải quyết các bài toán tương tự.

3.1. Tính ứng dụng trong công nghiệp

Trong ngành công nghiệp, việc áp dụng các phương pháp giải bài toán biên vi phân phi tuyến có thể giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và cải thiện hiệu suất. Các mô hình toán học được xây dựng từ các bài toán này có thể được sử dụng để dự đoán hành vi của các hệ thống phức tạp, từ đó đưa ra các quyết định chính xác hơn trong quản lý và vận hành. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp giải cho các bài toán này.