Inverse problem for sobolev type mathematical models

Abstract

The work is devoted to the study of an inverse problem for the linear Sobolev type equation of higher order with an unknown coefficient depending on time. Since the equation might be degenerate the phase space method is used. It consists in construction of projectors splitting initial spaces into a direct sum of subspaces. Actions of operators also split. Therefore, the initial problem is reduced to two problems: regular and singular. The regular one is reduced to the first order nondegenerate problem which is solved via approximations. The needed smoothness of the solution is obtained. Then it is substituted into the singular problem which is solved using the methods of relatively polynomially bounded operator pencils theory. The main result of the work contains sufficient conditions for the existence and uniqueness of the solution to the inverse problem for a complete Sobolev type model of the second order. This technique can be used to investigate inverse problems of the considered type for Boussinesq-Love mathematical model. Работа посвящена исследованию обратной задачи для линейного уравнения Соболевского типа высокого порядка с неизвестным коэффициентом, зависящим от времени. Поскольку уравнение может быть вырожденным, используется метод фазового пространства. Он состоит в построении проекторов, расщепляющих исходные пространства в прямую сумму подпространств. Действия операторов также расщепляются. Таким образом, исходная модель сводится к двум задачам: регулярной и сингулярной. Регулярная редуцируется к невырожденной задаче первого порядка, которая решается с помощью аппроксимаций. Получена необходимая гладкость решения. Затем оно подставляется в сингулярную задачу, которая решается с использованием методов теории относительно полиномиально ограниченных пучков операторов. Основной результат работы содержит достаточные условия существования и единственности решения обратной задачи для математической модели соболевского типа второго порядка. Данная методика может быть использована при исследовании обратных задач рассматриваемого типа для математической модели Буссинеска - Лява.