Smoothness of Generalized Solutions of the Neumann Problem for a Strongly Elliptic Differential-Difference Equation on the Boundary of Adjacent Subdomains

Cover Page

Cite item

Abstract

This paper is devoted to the study of the qualitative properties of solutions to boundary-value problems for strongly elliptic differential-difference equations. Some results for these equations such as existence and smoothness of generalized solutions in certain subdomains of Q were obtained earlier. Nevertheless, the smoothness of generalized solutions of such problems can be violated near the boundary of these subdomains even for infinitely differentiable right-hand side. The subdomains are defined as connected components of the set that is obtained from the domain Q by throwing out all possible shifts of the boundary ∂Q by vectors of a certain group generated by shifts occurring in the difference operators. For the one dimensional Neumann problem for differential-difference equations there were obtained conditions on the coefficients of difference operators, under which for any continuous right-hand side there is a classical solution of the problem that coincides with the generalized solution. 2 Also there was obtained the smoothness (in Sobolev spaces W k ) of generalized solutions of the second and the third boundary-value problems for strongly elliptic differential-difference equations in subdomains excluding ε-neighborhoods of certain points. However, the smoothness (in Ho¨ lder spaces) of generalized solutions of the second boundary-value problem for strongly elliptic differential-difference equations on the boundary of adjacent subdomains was not considered. In this paper, we study this question in Ho¨ lder spaces. We establish necessary and sufficient conditions for the coefficients of difference operators that guarantee smoothness of the generalized solution on the boundary of adjacent subdomains for any right-hand side from the Ho¨ lder space.

About the authors

D. A. Neverova

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Author for correspondence.
Email: dneverova@gmail.com
Moscow, Russia

References

  1. Антоневич А. Б. Об индексе и нормальной разрешимости общей эллиптической краевой задачи с конечнойгруппой сдвигов на границе// Дифф. уравн. - 1972. - 8, № 2. - С. 309-317.
  2. Беллман Р., Кук К. Дифференциально-разностные уравнения. - М.: Мир, 1967.
  3. Бицадзе А. В., Самарский А. А. О некоторых простейших обобщениях линейных эллиптических краевых задач// Докл. АН СССР. - 1969. - 185, № 4. - С. 739-740.
  4. Варфоломеев Е. М. О некоторых свойствах эллиптических и параболических функционально-дифференциальных операторов, возникающих в нелинейной оптике// Соврем. мат. Фундам. направл. - 2007. - 21. - С. 5-36.
  5. Власов В. В., Раутиан Н. А. Спектральный анализ функционально-дифференциальных уравнений. - М.: МАКС Пресс, 2016.
  6. Власов В. В., Раутиан Н. А. Исследование функционально-дифференциальных уравнений с неограниченными операторными коэффициентами// Докл. РАН. - 2017. - 477, № 6. - С. 641-645.
  7. Зверкин А. М., Каменский Г. А., Норкин С. Б., Эльсгольц Л. Э. Дифференциальные уравнения с отклоняющимся аргументом// Усп. мат. наук. - 1962. - 17, № 2. - С. 77-164.
  8. Каменский Г. А., Скубачевский А. Л. Линейные краевые задачи для дифференциально-разностных уравнений. - М.: Изд-во МАИ, 1992.
  9. Като Т. Теория возмущений линейных операторов. - М.: Мир, 1972.
  10. Красовский Н. Н. Теория управления движения. - М.: Наука, 1968.
  11. Михайлов В. П. Дифференциальные уравнения в частных производных. - М.: Наука, 1976.
  12. Мышкис А. Д. Общая теория дифференциальных уравненийс запаздывающим аргументом// Усп. мат. наук. - 1949. - 4, № 5 (33). - C. 99-141.
  13. Мышкис А. Д. Линейные дифференциальные уравнения с запаздывающим аргументом. - М.-Л.: Гостехиздат, 1951.
  14. Неверова Д. А. Гладкость обобщенных решенийвторой и третьейкраевых задач для сильно эллиптических дифференциально-разностных уравнений// Соврем. мат. Фундам. направл. - 2019. - 65, № 4. - С. 655-671.
  15. Неверова Д. А., Скубачевский А. Л. О классических и обобщенных решениях краевых задач для дифференциально-разностных уравнений с переменными коэффициентами// Мат. заметки. - 2013. - 94, № 5. - С. 702-719.
  16. Рабинович В. С. О разрешимости дифференциально-разностных уравнений на Rn и в полупространстве// Докл. АН СССР. - 1978. - 243, № 5. - С. 1134-1137.
  17. Россовский Л. Е. Эллиптические функционально-дифференциальные уравнения со сжатием и растяжением аргументов неизвестной функции// Соврем. мат. Фундам. направл. - 2014. - 54. - С. 31-38.
  18. Селицкий А. М., Скубачевский А. Л. Вторая краевая задача для параболического дифференциальноразностного уравнения// Тр. сем. им. И. Г. Петровского. - 2007. - 26. - С. 324-347.
  19. Скубачевский А. Л. Краевые задачи для эллиптических функционально-дифференциальных уравнений и их приложения// Усп. мат. наук.- 2016.- 71, № 5. - С. 3-112.
  20. Скубачевский А. Л., Цветков Е. Л. Вторая краевая задача для эллиптических дифференциальноразностных уравнений// Дифф. уравн. - 1989. - 25, № 10. - С. 1766-1776.
  21. Хейл Дж. Теория функционально-дифференциальных уравнений. - М.: Мир, 1984.
  22. Hartman F., Stampacchia G. On some nonlinear elliptic differential-functional equations// Acta Math. - 1966. - 115. - С. 271-310.
  23. Kamenskii G. Extrema of nonlocal functionals and boundary-value problems for functional differential equations. - New York: Nova Science Publ., 2007.
  24. Neverova D. A. Generalized and classical solutions to the second and third boundary value problem for difference-differential equations// Funct. Differ. Equ. - 2014. - 21.- С. 47-65.
  25. Neverova D. A., Skubachevskii A. L. On the smoothness of generalized solutions to boundary-value problems for strongly elliptic differential-difference equations on a boundary of neighboring subdomains// Russ. J. Math. Phys. - 2015. - 22, № 4. - С. 504-517.
  26. Onanov G. G., Skubachevskii A. L. Nonlocal problems in the mechanics of three-layer shells// Math. Model. Nat. Phenom. - 2017. - 12. - С. 192-207.
  27. Skubachevskii A. L. The first boundary-value problem for strongly elliptic differential-difference equations// J. Differ. Equ. - 1986. - 63, № 3. - С. 332-361.
  28. Skubachevskii A. L. Elliptic functional differential equations and applications. - Basel-Boston-Berlin: Birkhauser, 1997.
  29. Skubachevskii A. L. Bifurcation of periodic solutions for nonlinear parabolic functional differential equations arising in optoelectronics// Nonlinear Anal. - 1998. - 32, № 2. - С. 261-278.
  30. Skubachevskii A. L. Elliptic differential-difference operators with degeneration and the Kato square root problem// Math. Nachr. - 2018. - 291. - С. 2660-2692.

Copyright (c) 2020 Contemporary Mathematics. Fundamental Directions

License URL: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.en

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies