§ 8.3. Вольтерраның 2-текті интегралдық теңдеулерін тізбектей жуықтап шешу әдісі Вольтерраның 2-текті интегралдық тендеуін қарастырайык:
д:
(р(х) = / ( х ) + Я | K(x,s)
(152)
о
Мүнда оның /С(х,5) өзегі мен / ( х ) берілген және олар D = { a < x < b ,
a < s < х} төртбұрышында үзіліссіз, ал Я -параметр, [a, b] кесіндісінде кез келген
ср0(х) функциясын алып, оны (152) теңдеуінің нөлінші жуык шешімі делік. Бұл
функцияны (152) тендеуінің оң жағындағы (р{х) функциясының орнына койып,
X (р\ (*) = / ( * ) + я J
К ( x , s)tp 0 ( s ) d s a интегралдық теңдеуінің бірінші жуық шешімін аламыз. Осы үдерісті эрі қарай
жалғастыру нәтижесінде
Фо (х),<рх (х), (р2 (х), ...,ря(х),...
(153)
жуық шешімдер тізбегін аламыз, мэселен мұндағы, п - жуық шешім үшін
х
<Р» (*) = / ( * ) + A.\K(x,s)q>n_x (s)ds.
(154)
a Егер f ( x ) e C [ a , b \ K (x ,s )e C (D ) болса, онда {(Pn(x)} жуық шешімдер
тізбегі п - > оо жағдайда (152) теңдеуінің шешімі ср(х) функцияға жинақты екені
интегралдық тендеулердің жалпы теориясынан белгілі [3,4].
(Р0(х) функциясын ыңғайлы етіп алу {(рп (х)} тізбектің интегралдық теңдеу
шешіміне жинақтылығын шапшаңдатады.
Мысалы,
х (р{х) = х 2 + 2 - J(x - s)(p(s)ds. Тендеуінде <р0(х) = 1 деп алып, тізбектей жуықтап эдісін қолдансақ,
154
(х) = х 2 + 2 - J(x - 5) • 1 • ds - 2
X 2
!
Л
(p2(x) = x 2 + 2 - J ( x - s )
V
2
!
ds = 2
x
4!
(pn (x) = 2 -
Жауабы. ^>(x) = 2, себебі lim
f
x" ^
2 - —
2
«! =
2
.
Мына төмендегі интегралдық теңдеулерді тізбектей жуықтап шешу одісімен
шешіңіз:
х
3.1. (p(x) = \ + \(p(s)ds, ^ 0(х) = 0.
о
2
х
2
JC JC 3.2. ^ (х ) = — + X- J (p(s)ds, a ) <р0{х) = 1; b) ^ 0(х) = — + х.
2
о
2
х
3.3. (р(х) = 1 - х 2 + \x(p{s)ds, a) (р{)(х) = 1 - х 2; b) (р0(х) = 1.
0
х
3.4. ^>(х) = 1 + J x(p(s)ds, (р{){ х ) ~ 1.
0
х
3.5. ^>(х) = 1 + ^s(p(s)ds, (р{)(х) = 1.
0
х
3.6. <р(х) = 1 + \ s p
(х) = 1, р = 0,1,2,....
0
х
3.7. (р{х) = х - j (х - s)(p{s)ds, <р0(х) = 0.
0
х
3.8. <р(х) = 1 + | ( х - s)(p{s)ds,
(х) = 0.
о
3.9. (р{х) = 2 х + \ V s(p{s)ds, <р0(х) = 0 .
0
J * I I
3. 10. 6p(x) =
l + x 2
----- 7 (p(s)ds, (р0{х) = 1.
2 г, 1 + 5