Уравнения в частных производных
Обратная задача для квазилинейного волнового уравнения
В. Г. Романов Институт математики им. С.Л. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
Аннотация:
Рассматривается квазилинейное гиперболическое уравнение, главная часть которого представляет собой чисто волновой оператор, а младшая часть содержит два нелинейных члена с коэффициентами
$p$ и
$q$, имеющими компактный носитель, содержащийся в шаре
$B$. Изучаются прямая задача о падении плоской волны на неоднородность, локализованную в
$B$, и обратная задача, состоящая в определении коэффициентов
$p$ и
$q$ по информации о решении серии прямых задач, зависящих от направления падения плоской волны. Выписывается асимптотическое разложение решения прямой задачи в окрестности фронта бегущей плоской волны, и на этой основе обратная задача сводится к двум линейным задачам, решаемым последовательно одна за другой. Задача об определении коэффициента
$p$ приводится к классической задаче рентгеновской томографии, а задача об определении коэффициента
$q$ сводится к более сложной задаче интегральной геометрии. Последняя состоит в определении функции через интегралы от нее по прямым с некоторой заданной весовой функцией. Эта задача является новой, она исследуется и для нее устанавливается теорема единственности и устойчивости решения.
Библ. 26.
Ключевые слова:
нелинейное волновое уравнение, обратная задача, томография, интегральная геометрия, единственность, устойчивость.
УДК:
517.958 Поступила в редакцию: 28.11.2024
Принята в печать: 27.03.2025
DOI:
10.31857/S0044466925060093