1。介绍在本文中,我们研究解的存在性和稳定性的一类抽象函数差分方程所描述的形式
(1)
x
k
=
∑
j
=
0
k
K
k
,
k
- - - - - -
j
x
j
+
f
k
,
k
≥
1
,
巴拿赫空间(<我nl我ne- - - - - -formula>
X
,
·
),<我nl我ne- - - - - -formula>
f
∈
l
∞
Z
+
,
X
,有限的空间序列配备标准<我nl我ne- - - - - -formula>
·
在<我nl我ne- - - - - -formula>
l
∞
,<我nl我ne- - - - - -formula>
K
k
,
j
是一个函数上定义<我nl我ne- - - - - -formula>
0
≤
j
≤
k
<
∞
,其值是有界的运营商<我nl我ne- - - - - -formula>
X
。此外,对于任何固定的整数<我nl我ne- - - - - -formula>
τ
≥
0
,<我nl我ne- - - - - -formula>
K
τ
,
·
可和和有界吗<我nl我ne- - - - - -formula>
Z
+
非负整数的集合。
一个解决方案(
1)是一个序列上定义<我nl我ne- - - - - -formula>
Z
+
和令人满意的(
1对所有有限)<我nl我ne- - - - - -formula>
k
>
0
。解的存在性和稳定性的研究内隐沃尔泰拉nonconvolution类型的差分方程,定义在抽象的空间,是一个复杂的问题。然而,随着适当的条件<我nl我ne- - - - - -formula>
f
·
和<我nl我ne- - - - - -formula>
K
k
,
·
,一个可以使用的冻结方法抽象沃尔泰拉差分方程,因此,克服困难。
存在性和唯一性问题沃尔泰拉差分方程讨论了一些作者(例如,看到
1,
2])。沃尔泰拉差分方程的存在性和稳定性已经被许多作者研究(Federson et al。
3],村上和Nagabuchi [
4),Gyor我和霍
5],明加莱利副总司长[
1),冈萨雷斯et al。
6),Kolmanovskii et al。
7),歌曲和贝克(
8])。
的主要技术理论沃尔泰拉差分方程的稳定性和有界性是直接李雅普诺夫方法和它的变体。相反,许多李雅普诺夫函数的替代方法已经成功地应用于沃尔泰拉差分方程的稳定性分析;例如,在Federson et al。
3),Kurzweil-Henstok积分形式应用于建立存在沃尔泰拉积分方程的解决方案的类型。在村上和Nagabuchi [
4),足够的稳定特性和沃尔泰拉线性差分方程的渐近几乎周期性巴拿赫空间。冈萨雷斯et al。
6)被认为是一个隐式沃尔泰拉在希尔伯特空间差分方程,得到的解存在的充分条件,所以,一个有界的行为。考虑的系数方程的实数序列。对明加莱利副总司长(
1],Volterra-Stieltjes积分方程进行了研究,这可以视为广义沃尔泰拉差分方程。Banas和Sadarangani [
2),一类operator-integral方程Volterra-Stieltjes类型创建一个泛化的众多积分方程出现在数学研究文学。在Gyori和霍
5),提出了充分条件下解决nonconvolution沃尔泰拉线性差分方程的收敛到极限,给出了极限公式。在Kolmanovskii et al。
7),某些类别的标量沃尔泰拉的稳定性和有界性问题非线性差分方程。其稳定性条件制定的特征方程。宋、贝克(
8),不动点理论是用于建立稳定性的充分条件,以确保一个隐式非线性沃尔泰拉差分方程的零解。然而,在上述文章中,沃尔泰拉方程与卷积核主要是考虑。
本文制定了沃尔泰拉在相空间离散方程<我nl我ne- - - - - -formula>
l
p
Z
+
,
X
,在那里<我nl我ne- - - - - -formula>
X
是一个适当的希尔伯特空间,并假设内核操作符是完全连续的,我们获得足够的条件存在性和唯一性问题。建议的方法是基于抽象的“冻结”法差分方程(麦地那和吉尔”[
9]),铅笔的概念以及分析(分析算子函数的复杂的参数)。见,例如,(
10- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - - -
13]。在麦地那
14),一类非线性离散时间沃尔泰拉方程在巴拿赫空间被认为是。利用线性化方法,建立了存在性和有界性的充分条件。事实上,假设内核是因果运营商,解的存在性和有界性。因此,方法和相应的结果(
14)相比,本文的结果完全不同。
考虑一个<我nl我ne- - - - - -formula>
X
重视Volterra-Stieltjes方程形式
(2)
x
t
=
∫
0
t
K
t
,
年代
,
x
年代
d
μ
年代
+
f
t
,
t
≥
0
,
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
K
:
0
,
∞
×
0
,
∞
×
X
→
X
和<我nl我ne- - - - - -formula>
f
:
l
μ
,
∞
→
l
μ
,
∞
。方程的解是一个函数<我nl我ne- - - - - -formula>
x
∈
l
μ
,
∞
,这是在本地<我nl我ne- - - - - -formula>
μ
可积Riemann-Stieltjes意义上。
如果<我nl我ne- - - - - -formula>
μ
t
=
k
- - - - - -
1
,<我nl我ne- - - - - -formula>
k
- - - - - -
1
<
t
≤
k
,因为<我nl我ne- - - - - -formula>
k
=
1、2
,
…
,然后我们可以限制我们的注意功能<我nl我ne- - - - - -formula>
x
∈
l
μ
,
∞
这是分段常数<我nl我ne- - - - - -formula>
x
t
=
x
k
为<我nl我ne- - - - - -formula>
k
- - - - - -
1
<
t
≤
k
,<我nl我ne- - - - - -formula>
k
=
1、2
,
…
。我们可以找出这样的一个函数<我nl我ne- - - - - -formula>
x
用一个序列<我nl我ne- - - - - -formula>
x
1
,
x
2
,
…
在空间<我nl我ne- - - - - -formula>
l
∞
。在这种情况下,Volterra-Stieltjes原始方程等价于一个沃尔泰拉差分方程
(3)
x
j
=
∑
k
=
1
j
K
j
,
k
,
x
k
+
f
j
,
j
=
2、3
,
…
。
因此,(
1,
2,
15,
16非常适合我们的研究。
<年代t一个tement id="rem1">
备注1。我们想要指出,介绍了冻结法在v . m . Alekseev线性常微分方程(见Bylov et al。
17])和扩展到不同系统由吉尔和麦地那(
18]。
年代t一个tement>
我们本文的目的是为理论的发展做出新的贡献的存在和定性属性的解决方案nonconvolution沃尔泰拉差分方程描述了沃尔泰拉运营商在巴拿赫空间中。
本文的其余部分组织如下:在部分
2我们建立一个初步的结果,一个类卷积沃尔泰拉的差分方程将制定相应的基础nonconvolution问题在巴拿赫空间中。节
3,解的存在性和稳定性的充分条件nonconvolution沃尔泰拉建立了差分方程。节
4,我们说明了主要结果研究一个有趣的问题。最后,部分
5致力于我们的讨论结果。
年代ec><年代ec id="sec2">
2。初步结果为了证明我们的主要结果,方便建立一些已知的一类卷积沃尔泰拉差分方程定性结果(见[
7,
8,
11,
19- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - - -
25])。
让<我nl我ne- - - - - -formula>
K
我
,
我
=
0 1
,
2
,
…
,巴拿赫空间中有界的线性算子<我nl我ne- - - - - -formula>
X
与规范<我nl我ne- - - - - -formula>
·
。
考虑到卷积沃尔泰拉差分方程
(4)
x
k
=
∑
j
=
1
k
K
k
- - - - - -
j
x
j
+
h
k
;
k
=
1、2
,
…
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
K
0
=
0
,<我nl我ne- - - - - -formula>
h
=
h
我
我
=
1
∞
,<我nl我ne- - - - - -formula>
h
我
∈
X
是一个给定的序列。
假设<我nl我ne- - - - - -formula>
lim
k
→
∞
¯
K
k
k
<
∞
和<我nl我ne- - - - - -formula>
lim
k
→
∞
¯
h
k
k
<
∞
。
解决(
4),将
(5)
T
z
=
∑
j
=
1
∞
K
j
z
j
,
f
z
=
∑
j
=
1
∞
h
j
z
j
,
z
∈
C
。
考虑方程
(6)
y
z
=
T
z
y
z
+
f
z
。
在一个社区<我nl我ne- - - - - -formula>
ω
零,让<我nl我ne- - - - - -formula>
我
- - - - - -
T
z
有限是可逆的。然后
(7)
y
z
=
我
- - - - - -
T
z
- - - - - -
1
f
z
,
z
∈
ω
。
因此,<我nl我ne- - - - - -formula>
y
z
多次无限可微是零。
区分(
6)<我nl我ne- - - - - -formula>
j
次,我们得到
(8)
y
j
z
=
∑
我
=
0
j
C
j
我
T
j
- - - - - -
我
z
y
我
z
+
f
j
z
。
自<我nl我ne- - - - - -formula>
K
我
=
T
我
0
/
我
!
,替换<我nl我ne- - - - - -formula>
z
=
0
到后来的平等,我们获得以下关系:
(9)
b
j
=
∑
我
=
0
j
K
j
- - - - - -
我
b
我
+
h
j
;
K
0
=
0
;
j
=
1、2
,
…
,
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
b
j
=
y
j
0
/
j
!
。因此,我们到达(
7)。因此,序列<我nl我ne- - - - - -formula>
x
k
=
b
k
是一个解决方案(
7)。根据(
7),我们得到
(10)
x
j
=
1
j
!
d
j
y
z
d
z
j
z
=
0
=
1
j
!
d
j
d
z
j
1
- - - - - -
T
z
- - - - - -
1
f
z
z
=
0
。
由于柯西公式
(11)
x
j
=
1
2
π
我
∫
γ
1
z
j
+
1
1
- - - - - -
T
z
- - - - - -
1
f
z
d
z
,
j
=
1、2
,
…
,
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
γ
是一个光滑的轮廓周围零,提供了吗<我nl我ne- - - - - -formula>
我
- - - - - -
T
z
有限是可逆的,<我nl我ne- - - - - -formula>
f
定期在<我nl我ne- - - - - -formula>
γ
和<我nl我ne- - - - - -formula>
γ
。因此,可以建立下一个结果。
<年代t一个tement id="thm1">
定理2(见[< xref ref-type =“bibr”掉= "去往B15 " > < / xref >, < xref ref-type =“bibr”掉= " B23 " > < / xref > 25])。内部<我nl我ne- - - - - -formula>
γ
和<我nl我ne- - - - - -formula>
γ
,让<我nl我ne- - - - - -formula>
我
- - - - - -
T
z
有限可逆的,<我nl我ne- - - - - -formula>
f
是常规的。然后的溶液(
4)是由公式(
11)。
年代t一个tement>
备注3。定理
2将发挥基础性作用建立nonconvolution方程的解的存在性和稳定性(
1)。在这一过程中,我们将使用冷冻方法。
年代t一个tement>
定义4(见[< xref ref-type =“bibr”掉= " B7 " > < / xref >, < xref ref-type =“bibr”掉= " B8 " > < / xref >, < xref ref-type =“bibr”掉= " B19 " > < / xref > 22 - < xref ref-type =“bibr”掉= " B21 " > < / xref > 24])。我们会说,(
1)是稳定的,如果任何<我nl我ne- - - - - -formula>
f
∈
l
∞
Z
+
,
X
,解决方案<我nl我ne- - - - - -formula>
x
(
1)满足不平等
(12)
x
l
∞
≤
c
0
f
l
∞
,
的常数<我nl我ne- - - - - -formula>
c
0
不依赖于<我nl我ne- - - - - -formula>
f
。
让<我nl我ne- - - - - -formula>
H
是一个可分离的希尔伯特空间<我nl我ne- - - - - -formula>
一个
一个线性紧凑的运营商<我nl我ne- - - - - -formula>
H
。如果<我nl我ne- - - - - -formula>
e
k
k
=
1
∞
是一个正交基<我nl我ne- - - - - -formula>
H
和系列<我nl我ne- - - - - -formula>
∑
k
=
1
∞
一个
e
k
,
e
k
收敛,然后系列的总和叫做操作员的痕迹<我nl我ne- - - - - -formula>
一个
和用
(13)
跟踪
一个
=
Tr
一个
=
∑
k
=
1
∞
一个
e
k
,
e
k
。
定义5(见[< xref ref-type =“bibr”掉= " B16转椅" > 20 < / xref >, < xref ref-type =“bibr”掉= "的energisk B18 " > < / xref > 26])。一个操作员<我nl我ne- - - - - -formula>
一个
令人满意的关系<我nl我ne- - - - - -formula>
T
r
一个
∗
一个
<
∞
据说是一个<我t一个l我c>H我lbert- - - - - -Schmidt运营商,我t一个l我c>在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
一个
∗
伴随运营商吗<我nl我ne- - - - - -formula>
一个
。
一种常态
(14)
N
2
一个
=
N
一个
=
Tr
一个
∗
一个
被称为<我t一个l我c>H我lbert- - - - - -Schmidt规范我t一个l我c>的<我nl我ne- - - - - -formula>
一个
。
年代t一个tement>
定义6(见[< xref ref-type =“bibr”掉= " B16转椅" > 20 < / xref >, < xref ref-type =“bibr”掉= "的energisk B18 " > < / xref > 26])。一个有界的线性算子<我nl我ne- - - - - -formula>
一个
据说是<我t一个l我c>quasi-Hermitian我t一个l我c>如果其虚构的组件
(15)
一个
我
=
一个
- - - - - -
一个
∗
2
我
是一个Hilbert-Schmidt运营商,在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
一个
∗
伴随运营商吗<我nl我ne- - - - - -formula>
一个
。
年代t一个tement>
定理7(见[< xref ref-type =“bibr”掉= " B14 " > < / xref >, < xref ref-type =“bibr”掉= "去往B15 " > < / xref >, < xref ref-type =“bibr”掉= "的energisk B18 " > < / xref > 26])。让<我nl我ne- - - - - -formula>
V
Hilbert-Schmidt完全连续quasinilpotent(沃尔泰拉)算子作用可分希尔伯特空间<我nl我ne- - - - - -formula>
H
。那么不平等
(16)
V
k
≤
N
p
k
V
k
!
,
f
o
r
一个
n
y
n
一个
t
u
r
一个
l
k
是真的。
年代t一个tement>