Нелокальная краевая задача для $B$-гиперболического уравнения в прямоугольной области

Abstract

Для гиперболического уравнения с оператором Бесселя поставлена начально-граничная задача с интегральным нелокальным условием первого рода в прямоугольной области. Поставленная задача с нелокальным интегральным условием первого рода эквивалентно сведена к локальной начально-граничной задаче со смешанными краевыми условиями первого и третьего рода. Методом спектрального анализа доказаны теоремы единственности и существования решения эквивалентной задачи. Решение построено в явном виде в виде ряда Фурье-Бесселя и приведено обоснование сходимости ряда в классе регулярных решений. Доказательство единственности решения эквивалентной задачи проводится на основании полноты системы собственных функций соответствующей одномерной задачи на собственные значения в пространстве квадратично суммируемых функций с весом. Для доказательства существования решения эквивалентной задачи используются оценки коэффициентов ряда и системы собственных функций, которые установлены на основании асимптотических формул для функции Бесселя первого рода при больших значениях аргумента и нулей этой функции. Получены достаточные условия относительно начальных условий, которые гарантируют сходимость построенного ряда в классе регулярных решений. Показана однозначная разрешимость первоначальной задачи.