On the balanced pantograph equation of mixed type

  • G. Derfel Department of Mathematics, Ben Gurion University of the Negev, Beer-Sheva, Israel
  • B. van Brunt SMCS, Massey University, Palmerston North, New Zealand

Анотація

УДК 517.9

Про рівняння рівноважного пантографа мішаного типу

Розглянуто рівняння збалансованого пантографа (РЗП) $y^{\prime}(x)+y(x)=\sum_{k=1}^{m}p_{k}y(a_{k}x),$ де $a_{k}, p_{k} >0$ і $\sum_{k=1}^{m}p_{k} =1.$ Відомо, що якщо $K=\sum_{k=1}^{m}p_{k}\ln a_{k} \leq 0,$ то за м’яких технічних умов РЗП не має обмежених розв’язків, які не є сталими; водночас у випадку $K>0$ такі розв'язки існують. У цій статті ми маємо справу з РЗП мішаного типу, тобто $a_{1}<1<a_{m},$ і доводимо, що в цьому випадку РЗП має несталий розв’язок $y$ і, крім того, $y(x)\sim cx^{\sigma}$ при $x\to \infty,$ де $c>0,$ а $\sigma$ --- єдиний додатний корінь характеристичного рівняння $P(s)=1-\sum_{k=1}^{m}p_{k}a_{k}^{- s}=0.$ Також показано, що $y$ є єдиним (з точністю до мультиплікативної константи) серед розв’язків РЗП, що спадають до нуля при $x\to \infty.$

Посилання

L. Bogachev, G. Derfel, S. Molchanov, J. Ockendon, On bounded solutions of the balanced generalized pantograph equation, Topics in Stochastic Analysis and Nonparametric Estimation (eds. P. L. Chow et al.), Springer-Verlag, New York (2008), p. 29–49. DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-387-75111-5_3

L. Bogachev, G. Derfel, S. Molchanov, On bounded continuous solutions of the archetypal equation with rescaling, Proc. Roy. Soc. A, 481, 1–19 (2015). DOI: https://doi.org/10.1098/rspa.2015.0351

L. Bogachev, G. Derfel, S. Molchanov, Analysis of the archetypal functional equation in the non-critical case, Proceedings, Dynamical Systems, Differential Equations and Applications (eds. M. de Leon et al.), AIMS, Springfield Mo. (2015), p. 131–141.

D. Buraczewski, E. Damek, T. Mikosch, Stochastic models with power-law tails. The equation $X=AX+B$, Springer (2016). DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-29679-1

G. Derfel, Probabilistic method for a class of functional-differential equations, Ukr. Math. J., 41, № 8, 1137–1141 (1990). DOI: https://doi.org/10.1007/BF01057249

C. M. Goldie, Implicit renewal theory and tails of solutions of random difference equations, Ann. Appl. Probab., 1, 126–166 (1991). DOI: https://doi.org/10.1214/aoap/1177005985

A. Grinceviv{c}ius, Random difference equations and renewal theory for products of random matrices, Lith. Math. J., 15, 580–589 (1975).

A. J. Hall, G. C. Wake, A functional differential equation arising in modelling of cell growth, J. Aust. Math. Soc. Ser. B, 30, 424–435 (1989). DOI: https://doi.org/10.1017/S0334270000006366

A. Iserles, On the generalized pantograph functional differential equation, Euro. J. Appl. Math., 4, 1–38 (1993). DOI: https://doi.org/10.1017/S0956792500000966

T. Kato, J. B. McLeod, The functional differential equation $y'(x)=ay(λx)+by(x)$, Bull. Amer. Math. Soc., 77, 891–937 (1971). DOI: https://doi.org/10.1090/S0002-9904-1971-12805-7

H. Kesten, Random difference equations and renewal theory for products of random matrices, Acta Math., 131, 207–248 (1973). DOI: https://doi.org/10.1007/BF02392040

P. Kevei, Regularly log-periodic functions and some applications, Probab. Math. Statist., 40, 159–183 (2020). DOI: https://doi.org/10.37190/0208-4147.40.1.10

J. Ockendon, A. Tayler, The dynamics of a current collection system for an electric locomotive, Proc. Roy. Soc. London A, 322, 447–468 (1971). DOI: https://doi.org/10.1098/rspa.1971.0078

J. Rogers, Existence, uniqueness, and construction of the solution of a system of ordinary functional differential equations, with application to the design of perfectly focusing symmetric lenses, IMA J. Appl. Math., 41, 105–134 (1988). DOI: https://doi.org/10.1093/imamat/41.2.105

T. Suebcharoen, B. van Brunt, G. C. Wake, Asymmetric cell division in a size-structured growth model, Different. and Integral Equat., 24, № 7-8, 787–799 (2011). DOI: https://doi.org/10.57262/die/1356628833

A. A. Zaidi, B. van Brunt, G. C. Wake, A model for asymmetrical cell division, Math. Biosci. and Eng., 2, № 3, 491–501 (2015). DOI: https://doi.org/10.3934/mbe.2015.12.491

Опубліковано
02.01.2024
Як цитувати
DerfelG., і BruntB. van. «On the Balanced Pantograph Equation of Mixed Type». Український математичний журнал, вип. 75, вип. 12, Січень 2024, с. 1627 -34, doi:10.3842/umzh.v75i12.7654.
Розділ
Статті