Эллиптические дифференциально-разностные уравнения с разнонаправленными сдвигами в полупространстве

Аннотация

Исследуется задача Дирихле в полупространстве для эллиптических дифференциально-разностных уравнений с операторами, представляющими собой композиции дифференциальных операторов и операторов сдвига, действующих по пространственноподобным переменным (независимым переменным, изменяющимся на всей вещественной оси). Указанные уравнения, существенно обобщающие классические эллиптические уравнения в частных производных, возникают в разнообразных приложениях математической физики, для которых характерны нелокальные и (или) неоднородные свойства процесса или среды. В теоретическом плане интерес к таким уравнениям обусловлен тем, что они связывают между собой значения неизвестной функции (и ее производных) не в одной точке, а в разных, что делает неприменимыми многие классические методы. Для рассматриваемой задачи устанавливается разрешимость в смысле обобщенных функций (а для уравнения  — классическая разрешимость), строится интегральное представление указанного решения формулой пуассоновского типа и доказывается, что построенное решение является классическим вне граничной гиперплоскости и равномерно стремится к нулю при стремлении времениподобной переменной (единственной независимой переменной, изменяющейся на положительной оси, ортогональной гиперплоскости граничных данных) к бесконечности. Ранее исследовались только случаи, в которых оператор сдвига действует лишь по одной пространственноподобной переменной. В настоящей работе операторы сдвига действуют по каждой пространственноподобной переменной. Для получения ядра Пуассона используется классическая операционная схема Гельфанда – Шилова: к изучаемой задаче применяется преобразование Фурье по всем пространственноподобным переменным (используется тот факт, что операторы сдвига, так же как и дифференциальные операторы, являются мультипликаторами Фурье), и исследуется полученная задача Коши для обыкновенного дифференциального уравнения (зависящего от двойственных переменных, как от параметров).