RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник российских университетов. Математика // Архив

Вестник российских университетов. Математика, 2023, том 28, выпуск 142, страницы 137–154 (Mi vtamu285)

Научные статьи

Обыкновенные дифференциальные уравнения и дифференциальные уравнения с запаздыванием: общие свойства и особенности

Н. С. Борзовab, Т. В. Жуковскаяc, И. Д. Сероваa

a ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина»
b ФГБУН «Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН»
c ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет»

Аннотация: Рассматривается дифференциальное уравнение с запаздыванием
$$\dot{x}(t)=f\big(t,x(h(t))\big), \ \ t\geq 0, \ \ x(s)=\varphi(s), \ \ s<0,$$
относительно неизвестной функции $x,$ абсолютно непрерывной на каждом конечном отрезке. Предполагается, что функция $f:\mathbb{R}_+ \times \mathbb{R} \to \mathbb{R}$ суперпозиционно измерима, функции $\varphi:(-\infty,0)\to \mathbb{R},$ $h:\mathbb{R}_+ \to \mathbb{R}$ измеримы и при п. в. $t\geq 0$ выполнено $h(t)\leq t .$ Если имеет место более обременительное неравенство $h(t)\leq t-\tau $ при некотором $\tau > 0,$ то задача Коши для этого уравнения однозначно разрешима и любое решение продолжаемо на всю полуось $\mathbb{R}_+ .$ В то же время задача Коши для соответствующего дифференциального уравнения
$$\dot{x}(t)=f\big(t,x(t)\big), \ \ t\geq 0, $$
как известно, может иметь беcконечно много решений, а максимальный интервал существования решений может быть конечным. В статье рассмотрен вопрос, какими из перечисленных свойств обладает уравнение с запаздыванием (единственность решения или бесконечность множества решений, бесконечность или конечность максимального интервала существования решений), если функция $h$ имеет всего лишь одну «критическую» точку $t_0\geq 0$ — точку, для которой мера множества $\big\{t\in (t_0-\varepsilon, t_0+\varepsilon)\cap \mathbb{R}_+ :\, h(t)>t-\varepsilon \big\}$ является положительной при любом $\varepsilon >0.$ Оказывается, что при такой функции запаздывания свойства решений близки свойствам решений обыкновенного дифференциального уравнения. Кроме того, рассмотрена задача о зависимости решений уравнения с запаздыванием от функции $h.$

Ключевые слова: дифференциальное уравнение с запаздыванием, задача Коши, зависимость решения от функции запаздывания.

УДК: 517.911, 517.929

MSC: 34К05, 34А12

Поступила в редакцию: 20.05.2023
Принята в печать: 09.06.2023

DOI: 10.20310/2686-9667-2023-28-142-137-154



© МИАН, 2024