و تجزیه عملگر غیرخطی به صورت
که در آن ، یک چند جملهای بر حسب ، و است که به آنها چند جملهای آدومین میگویند و توسط جورج آدومین به صورت زیر تعریف شده است
فرض کنید دستور صریحی برای تعیین چند جملهایهای آدومین داشته باشیم. یعنی با توجه به صورت عملگر غیرخطی ،ها بهدست آمده باشند. بنابراین معادله به صورت زیر نوشته می شود.
, n -) n -( n
n=g –
بنابراین
با بهره گرفتن از این رابطه، ها به صورت زیر بهدست میآیند
:
تا وقتیکه ها برای معین باشند، تمام جملات را میتوان محاسبه کرد. در عمل را میتوان به صورت مجموع جمله از سری تقریب زد .
بنابراین تقریب جملهای را برای جواب مساله به صورت زیر در نظر میگیریم
,
:۲-۲-۲مثال
در این مثال تابع گاما [۵]را با روش تجزیه آدومین حل محاسبه میکنیم.
تابع گاما بارها در مسائل فیزیکی و آماری ظاهر می شود همچنین این تابع دارای کاربردهای مستقیم در نظریه معادلات دیفرانسیل میباشد. به عنوان مثال در تعریف تابع و معادله دیفرانسیل بسل نمی توان نقش این تابع را نادیده گرفت. تابع گاما بهعنوان تعمیم تابع فاکتوریل هم در نظر گرفته می شود.
تابع گاما به صورت زیر تعریف می شود
برای محاسبه تابع گاما توسط روش تجزیه آدومین معادله خطی مرتبه اول زیر را در نظر میگیریم
جواب تحلیلی معادله (۱۳-۲) عبارت است از
که . لذا از رابطه (۱۲-۲) و (۱۴-۲) داریم
محاسبه تابع گاما با روش تجزیه آدومین
با در نظر گرفتن عملگر خطی ، (۱۲-۲) را میتوان به صورت زیر نوشت
یا
در روش تجزیه آدومین جواب را به صورت سری در نظر میگیریم. پس فرض میکنیم
که ، و
در نتیجه از (۱۵-۲) و(۱۹-۲) ، داریم
بهعنوان مثال فرض کنید ، از رابطه (۲۰-۲) داریم
بنابراین
حال نشان میدهیم که .
فرض کنید ، از (۲-۲۰) و (۱۹-۲) داریم
لذا برای ، .
چون
بنابراین
۲-۲-:۳ مثال معادله برگرز[۶]
معادله برگرز یک معادله دیفرانسیل جزئی مرتبه دوم غیرخطی است. از این معادله برای تشریح حرکت سیالات و بررسی لایه های مرزی و امواج ضربهای، حرکت و جا به جایی اجرام و همچنین در علوم مهندسی به عنوان مدلی ساده برای نمایش آشفتگی و تلاطم به کار میرود.
معادله برگرز در حالت یک بعدی با شرایط اولیه زیر را در نظر بگیرید
، فرض میکنیمعملگر خطی
بنابراین وارون عملگر فوق، -۱ ، به صورت زیر تعریف می شود
با اعمال -۱ در دو طرف معادله و با بهره گرفتن از شرایط مرزی داریم
با جایگذاری ، داریم
بنابراین بعد ازانتگرال گرفتن و ساده سازی داریم
لذا جواب را به صورت زیر بهدست میآوریم
۲-۳: حل معادلات هذلولوی با روش تجزیه آدومین
معادله دیفرانسیل جزئی مرتبه دوم زیر را در نظر میگیریم
که در آن ضرایب توابعی بر حسب هستند. اگر در این معادله ، آنگاه معادله دیفرانسیل از نوع هذلولوی است. فرض میکنیم شرایط اولیه و مرزی معلوم باشند .
برای حل معادلات هذلولوی با دو متغیر مستقل با روش تجزیه آدومین، با توجه به شرایط اولیه و مرزی داده شده، برای انتخاب عملگر معکوس پذیر سه حالت وجود دارد.
استفاده از عملگر
راهنمای نگارش پایان نامه و مقاله درباره : حل معادلات دیفرانسیل هذلولوی با روش آنالیز هوموتوپی ۹۲- ...