ЗАДАЧА КОШІ ДЛЯ ОДНОГО КЛАСУ СТОХАСТИЧНИХ РІВНЯНЬ З ЧАСТИННИМИ ПОХІДНИМИ

Автор(и)

  • Зоя Наголкіна Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-2722-5176
  • Юрій Філонов Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-1100-4854
  • Людмила Соколова Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-1596-4932

DOI:

https://doi.org/10.32347/0131-579X.2026.110.212-225

Ключові слова:

еволюційний оператор, єдиність розвязку, задача Коші, лема Гронуола, лема Хольмгрена, нерівність Чебишева, мультиплікативне представлення, рівняння теплопровідності, поток σ- алгебр, повний простір, банахів простір, гільбертів простір, область визначення оператора, замкнений оператор, необмежений оператор, стохастичне диференціальне рівняння

Анотація

У роботі розглядається стохастичне диференціальне рівняння з частинними похідними. Визначаються умови, при яких задача Коші має єдиний розв’язок. Такого типу рівняння є математичними моделями для процесів, скажімо, теплопровідності і дифузії, які протікають в випадково неоднорідному середовищі, або при наявності зовнішніх випадкових флуктуацій, що впливають на процес. Розглядається стохастична модель у формі рівняння Іто. Незбурена частина є рівняння в частинних похідних в операторному вигляді. Знесення в рівнянні складається з двох частин -необмеженого замкненого оператора , який є диференціальним оператором і обмеженої функції , що задовольняє стандартним умовам. Рівняння такого типу виходить за рамки класичної теорії диференціальних рівнянь. Тому розв’язок виражається через еволюційний оператор і інтегральну частину, що враховує випадкове збурення, як неоднорідність. При цьому  є сильно неперервний еволюційний оператор, що породжується задачею Коші для незбуреного рівняння. Існування розв’язку такого операторно-стохастичного рівняння досліджується методом, який є ймовірнісним аналогом метода, відомого в теорії еволюційних рівнянь як метод мультиплікативних представлень Далецького-Троттера: .  – сильно неперервний стохастичний оператор, що породжується розв’язком стохастичним рівнянням, що описує випадкове збурення в формі Іто. Це дає змогу  дослідити новий клас  стохастичних рівнянь, а також клас сильних операторних стохастичних  сімей в гільбертовому просторі. Це можливо при виконанні певних додаткових умов на еволюційний оператор , що породжувався замкненим необмеженим оператором. Ці умови були сформульовані в термінах властивостей відповідної резольвенти необмеженого оператора знесення. Розв’язок розглядається, як границя мультиплікативного представлення еволюційних сімей операторів відповідно для детермінованої і випадкової частини. Визначаються умови, при яких це мультиплікативне представлення буде єдиним розв’язком стохастичного диференціального рівняння Постановка цієї задачі стала можливою при використанні апарату напівгруп. Для доведення існування єдиного розв’язку було застосовано стохастичний аналог метода Хольмгрена, відомого в теорії напівгруп.

Біографії авторів

Зоя Наголкіна, Київський національний університет будівництва і архітектури

   к. ф-м. н. доцент

Юрій Філонов, Київський національний університет будівництва і архітектури

к. ф-м.н. доцент

Людмила Соколова, Київський національний університет будівництва і архітектури

к.ф-м.н. доцент

Посилання

Література

Тихонов А.Н. Самарский А.А. Уравнения математической физики. Изд. Наука, М.,1977г.

О мультипликативных представлениях решений уравнений переноса со случайными коэффициентами.Сб. Теплопроводность и конвективный теплообмен. Наукова думка. 1977 г.

Крейн С.Г. Линейные дифференциальные уравнения в банаховом пространстве, Москва,1967. 464с.

Белопольская Я.И., Наголкина З.И. О мультипликативных представлениях решений нелинейных стохастических уравнений, сб: Вероятностные распределения в бесконечномерном пространстве. Київ : Наукова думка, 1978.

Тетерина Н.И. Мультипликативные стохастические интегралы с операторными значениями, УМН, 1973.

Баклан В.В. О существовании решений стохастических уравнений в гильбертовом пространстве. ДАН УССР,10,1963, 1299–1303с.

Далецкий Ю.Л., Тетерина Н.И. Мультипликативные стохастические интегралы. УМН 1972. Вип. 27 (2). С. 167–169.

Trotter H, On the Prodact of Semigroup of Operators.Proc.AMS, 1959. Вип.10, С. 545–551.

Крылов Н.В., Розовский В.Л. О задаче Коши для линейных стохастических уравнений с частными производными. Изв. АН СССР , 1977. Т. 41, №6. С. 1328–1347.

Pardoux E. Sur des equation aus derivas particalis stochastiqutes monotones.-C.H.Acad.Sci.Paris, 1972, t.275 A,№3,p101-103.

Белопольская Я.И., Наголкина З.И. Об одном классе стохастических уравнений с частными производными. Теория вероятностей и ее применение. 1982. Вип. 3, С. 551–559.

Йосида К. Функциональный анализ, Москва : Мир, 624 с.

Гихман И.И., Скороход А.В. Теория случайных процессов, Т. 3.

Москва : Изд. Наука. 1973 г.

Хенри Д. Геометрическая теория полулинейных параболических уравнений. Москва : Мир, 1985. 376с.

Далецкий Ю.Л.,Фомин С.В. Меры и дифференциальные уравнения в бесконечномерных пространствах. Москва : Наука, 1983. 384с.

Наголкіна З.І., Філонов Ю.П. Мультиплікативна апроксимація випадкового процесу. Прикладна геометрія та інженерна графіка, 2021. Вип. 100. С. 201-214. https://doi.org/10.32347/0131-579X.2021.100.205-214

Наголкіна З.І., Філонов Ю.П. Cхема мультиплікативних представлень для стохастичного рівняння з двома вінерівськими процесами. Прикладна геометрія та інженерна графіка, 2022. Вип. 102. С. 136-148. https://doi.org/10.32347/0131-579X.2021.102.136-148

References

Tikhonov, A. N., & Samarskii, A. A. (1977). Uravneniia matematicheskoi fiziki [Equations of mathematical physics]. Nauka. {in Russian}

O multiplikativnykh predstavleniiakh reshenii uravnenii perenosa so sluchainymi koeffitsientami [On multiplicative representations of solutions to transfer equations with random coefficients]. (1977). In Teploprovodnost i konvektivnyi teploobmen [Thermal Conductivity and Convective Heat Transfer]. Naukova Dumka. {in Russian}

Krein, S. G. (1967). Lineynye differentsialnye uravneniia v banakhovom prostranstve [Linear differential equations in Banach space]. Nauka. {in Russian}

Belopolskaia, Ya. I., & Nagolkina, Z. I. (1978). O multiplikativnykh predstavleniiakh reshenii nelineinykh stokhasticheskikh uravnenii [On multiplicative representations of solutions to nonlinear stochastic equations]. In Veroiatnostnye raspredeleniia v beskonechnomernom prostranstve [Probability Distributions in Infinite-Dimensional Space]. Naukova Dumka. {in Russian}

Teterina, N. I. (1973). Multiplikativnye stokhasticheskie integraly s operatornymi znacheniiami [Multiplicative stochastic integrals with operator values]. Uspekhi Matematicheskikh Nauk [Russian Mathematical Surveys], 28(4), 213–214. {in Russian}

Baklan, V. V. (1963). O sushchestvovanii reshenii stokhasticheskikh uravnenii v gilbertovom prostranstve [On the existence of solutions to stochastic equations in a Hilbert space]. Doklady Akademii Nauk Ukrainskoi SSR [Reports of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR], (10), 1299–1303. {in Russian}

Daletskii, Yu. L., & Teterina, N. I. (1972). Multiplikativnye stokhasticheskie integraly [Multiplicative stochastic integrals]. Uspekhi Matematicheskikh Nauk [Russian Mathematical Surveys], 27(2), 167–169. {in Russian}

Trotter, H. F. (1959). On the product of semigroups of operators. Proceedings of the American Mathematical Society, 10(4), 545–551. https://doi.org/10.1090/S0002-9939-1959-0108732-6

Krylov, N. V., & Rozovskii, B. L. (1977). O zadache Koshi dlia lineinykh stokhasticheskikh uravnenii s chastnymi proizvodnymi [On the Cauchy problem for linear stochastic partial differential equations]. Izvestiia Akademii Nauk SSSR. Seriia Matematicheskaia [Mathematics of the USSR-Izvestiya], 41(6), 1328–1347. {in Russian}

Pardoux, E. (1972). Sur des équations aux dérivées partielles stochastiques monotones [On monotone stochastic partial differential equations]. Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences. Série A, 275(3), 101–103. {in French}

Belopolskaia, Ya. I., & Nagolkina, Z. I. (1982). Ob odnom klasse stokhasticheskikh uravnenii s chastnymi proizvodnymi [On a class of stochastic partial differential equations]. Teoriia Veroiatnostei i ee Primeneniia [Theory of Probability & Its Applications], 27(3), 551–559. {in Russian}

Yosida, K. (1965). Funktsionalnyi analiz [Functional analysis]. Mir. {in Russian}

Gikhman, I. I., & Skorokhod, A. V. (1973). Teoriia sluchainykh protsessov [The theory of stochastic processes] (Vol. 3). Nauka. {in Russian}

Henry, D. (1985). Geometricheskaia teoriia polulineynykh parabolicheskikh {in Russian}

Daletskii, Yu. L., & Fomin, S. V. (1983). Mery i differentsialnye uravneniia v beskonechnomernykh prostranstvakh [Measures and differential equations in infinite-dimensional spaces]. Nauka. {in Russian}

Nagolkina, Z. I., & Filonov, Yu. P. (2021). Multiplikatyvna aproksymatsiia vypadkovoho protsesu [Multiplicative approximation of a random process]. Prykladna Heometriia ta Inzhenerna Hrafika [Applied Geometry and Engineering Graphics], (100), 201–214. https://doi.org/10.32347/0131-579X.2021.100.201-214

Nagolkina, Z. I., & Filonov, Yu. P. (2022). Skhema multiplikatyvnykh predstavlen dlia stokhastychnoho rivniannia z dvoma vinerskymy protsesamy [Scheme of multiplicative representations for a stochastic equation with two Wiener processes]. Prykladna Heometriia ta Inzhenerna Hrafika [Applied Geometry and Engineering Graphics], (102), 136–148. https://doi.org/10.32347/0131-579X.2021.102.136-148

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-06-05