Análisis exacto y numérico de la ecuación diferencial de retardo del pantógrafo a través del método de perturbación de homotopía
Autores: Albidah, Abdulrahman B.; Kanaan, Nourah E.; Ebaid, Abdelhalim; Al-Jeaid, Hind K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis exacto y numérico de la ecuación diferencial de retardo del pantógrafo a través del método de perturbación de homotopía
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Ecuaciones diferenciales con retardos
Ecuación diferencial con retardos pantógrafo
Método de perturbación homotópica
Soluciones en forma cerrada
Solución de función exponencial
Validación numérica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Las ecuaciones diferenciales con retraso son de gran importancia en fenómenos de la vida real. Un tipo especial de estas ecuaciones es la ecuación diferencial con retraso de Pantógrafo. Generalmente, resolver una ecuación diferencial con retraso es un desafío, especialmente cuando la complejidad de los términos de retraso aumenta. En este documento, se propone el método de perturbación homotópica para resolver la ecuación diferencial con retraso de Pantógrafo a través de dos formas canónicas diferentes; por lo tanto, se determinan dos tipos de soluciones en forma cerrada. La primera proporciona la solución estándar de series de potencias mientras que la segunda introduce la solución de función exponencial. Se declara que la solución actual coincide con las correspondientes en la literatura en casos especiales. Además, se proporcionan las propiedades de la solución. Además, los resultados se validan numéricamente realizando varias comparaciones con las soluciones exactas disponibles. Además, los residuos calculados tienden a cero, incluso en un dominio enorme, lo que refleja la alta precisión del análisis actual. Los resultados obtenidos revelan la efectividad y eficiencia del análisis actual que puede ser ampliado a otros tipos de ecuaciones con retraso.
Descripción
Las ecuaciones diferenciales con retraso son de gran importancia en fenómenos de la vida real. Un tipo especial de estas ecuaciones es la ecuación diferencial con retraso de Pantógrafo. Generalmente, resolver una ecuación diferencial con retraso es un desafío, especialmente cuando la complejidad de los términos de retraso aumenta. En este documento, se propone el método de perturbación homotópica para resolver la ecuación diferencial con retraso de Pantógrafo a través de dos formas canónicas diferentes; por lo tanto, se determinan dos tipos de soluciones en forma cerrada. La primera proporciona la solución estándar de series de potencias mientras que la segunda introduce la solución de función exponencial. Se declara que la solución actual coincide con las correspondientes en la literatura en casos especiales. Además, se proporcionan las propiedades de la solución. Además, los resultados se validan numéricamente realizando varias comparaciones con las soluciones exactas disponibles. Además, los residuos calculados tienden a cero, incluso en un dominio enorme, lo que refleja la alta precisión del análisis actual. Los resultados obtenidos revelan la efectividad y eficiencia del análisis actual que puede ser ampliado a otros tipos de ecuaciones con retraso.