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Método numérico convergente exponencialmente para problema de Cauchy abstracto con derivada fraccional de tipo Caputo

Autores: Sytnyk, Dmytro; Wohlmuth, Barbara

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Método numérico convergente exponencialmente para problema de Cauchy abstracto con derivada fraccional de tipo Caputo


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Ecuación diferencial fraccional
Método numérico
Coeficiente del operador
Derivada de Caputo
Operadores integrales
Convergencia exponencial

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Presentamos un método numérico de convergencia exponencial para aproximar la solución del problema de Cauchy para la ecuación diferencial fraccional inhomogénea con un coeficiente de operador no acotado y derivada fraccional de Caputo en el tiempo. El método numérico se basa en la fórmula de solución recientemente obtenida que consolida las representaciones de solución suave de ecuaciones subparabólicas, parabólicas y subhiperbólicas con coeficiente de operador sectorial y datos iniciales no nulos. Los operadores integrales involucrados se aproximan utilizando fórmulas de cuadratura sinc adaptadas a los parámetros espectrales de , el orden fraccional y la suavidad de la primera condición inicial, así como a las propiedades del lado derecho de la ecuación. El método resultante posee convergencia exponencial para sectoriales positivos , cualquier finito , incluyendo y todo el rango . Es adecuado para un caso prácticamente importante, cuando no se dispone de conocimiento de fuera del intervalo considerado. El algoritmo del método es capaz de paralelismo multinivel. Proporcionamos ejemplos numéricos que confirman las estimaciones teóricas de error.

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