The Petrov–Galerkin Method Generalization for Solving a Second Kind Fredholm Integral Equations System

Authors

DOI:

https://doi.org/10.17072/1993-0550-2023-1-5-14

Keywords:

Fredholm equation, numerical methods, equations of mathematical physics, matrix, integral equations

Abstract

The numerical solution problem of a second kind Fredholm m integral equations linear system is considered. The Petrov–Galerkin projection method generalization for solving this problem is proposed the first time. n is a coordinate functions number of two linearly independent systems. It can be equal, more or less then the m – the integral equations number. This algorithm advantage is that it is not sensitive to the parameters λ smallness in the integral equations system. The algorithm requires the correct choice of two linearly independent coordinate functions systems and their number. The solution algorithm is reduced to a matrix solution for an antidiagonal problem. Two examples are solved for the antidiagonal problem, and numerical solutions of the problem coincide with the exact solutions. Two theorems are proved for sufficient conditions for the proposed numerical algorithms correctness in two cases. In the first case, an antidiagonal problem is considered with two Fredholm equations of the second kind. The second theorem considers well-posedness conditions for a general diagonal problem. Undoubtedly, the proposed algorithm will be useful in mechanics and computational mathematics problems.

References

Бахвалов Н.С., Лапин А.В., Чижонков Е.В. Численные методы в задачах и упражнениях: учеб. пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. 240 с.

Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. 7-е изд. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 636 с.

Бахвалов Н.С. Численные методы в задачах и упражнениях / Н.С. Бахвалов, А.В. Лапин, Е.В. Чижонков. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. 240 с. ISBN 978-5-9963-2266-4.

Васильева А.Б. Интегральные уравнения: учебник / А.Б. Васильева, Н.А. Тихонов; А.Б. Васильева, Н.А. Тихонов. Изд. 3-е, стер. СПб. [и др.]: Лань, 2009. 159 с. ISBN 978-5-8114-0911-2.

Полянский И.С., Логинов К.О. Приближенный метод решения задачи конформного отображения произвольного многоугольника на единичный круг // Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2022. Т. 32, № 1. С. 107–129. DOI 10.35634/vm220108.

Юденков А.В., Володченков А.М. Устойчивость математических моделей основных задач анизотропной теории упругости // Вестник Удмуртского университета. Ма тематика. Механика. Компьютерные науки. 2020. Т. 30, № 1. С. 112–124. DOI 10.35634/vm200108.

Волосова Н.К., Волосов К.А., Волосова А.К. [и др.] Решение интегральных уравнений Фредгольма методом замены интеграла квадратурой с двенадцатым порядком по грешности в матричном виде // Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика. 2022. Вып. 4(59). С. 9–17. DOI 10.17072/1993-0550-2022-4-9-17.

Ильюшин А.А. Труды. Теория термовязкоупругости. Т. 3. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 288 с.

Волосов К.А. Конструкция решений квази линейных уравнений с частными производными // Сибирский журнал индустриальной математики. 2008. Т. 11, № 2(34). С. 29–39.

Кумыкова С.К., Эржибова Ф.А., Гучаева З.Х. Задача типа задачи Бицадзе–Самарского для уравнения смешанного типа // Современные наукоемкие технологии. 2016. № 9–1. С. 73–78.

Published

2023-03-31

How to Cite

Volosova Н. К., Volosov К. А., Volosova А. К., Karlov М. И., Pastukhov Д. Ф., & Pastukhov Ю. Ф. (2023). The Petrov–Galerkin Method Generalization for Solving a Second Kind Fredholm Integral Equations System. BULLETIN OF PERM UNIVERSITY. MATHEMATICS. MECHANICS. COMPUTER SCIENCE, (1 (60), 5–14. https://doi.org/10.17072/1993-0550-2023-1-5-14

Most read articles by the same author(s)