Aplicaciones de los polinomios de Bessel modificados para resolver un sistema caótico no lineal de orden fraccional en el mercado financiero: técnicas de colocación de división de dominio
Autores: Izadi, Mohammad; Srivastava, Hari Mohan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aplicaciones de los polinomios de Bessel modificados para resolver un sistema caótico no lineal de orden fraccional en el mercado financiero: técnicas de colocación de división de dominio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Técnicas de colocación espectral
Estrategia de división de dominio
Sistema fraccional no lineal
Modelado financiero
Comportamiento caótico
GMBPs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Proponemos dos técnicas de colocación espectral precisas y eficientes basadas en una estrategia de división de dominio (novedosa) para manejar un sistema fraccional no lineal que consta de tres EDOs que surgen en la modelización financiera y con comportamiento caótico. Una de las principales dificultades numéricas en el diseño de métodos espectrales tradicionales radica en el manejo de problemas de modelo en un largo dominio computacional, lo que generalmente conduce a la pérdida de precisión. Un remedio es dividir el dominio subyacente y aplicar el método espectral localmente en cada subdominio en lugar de en el dominio global de interés. Para tratar el sistema financiero caótico numéricamente, utilizamos la versión generalizada de polinomios de Bessel modificados (GMBPs) en los enfoques de matriz de colocación junto con la estrategia de división de dominio. Mientras que el primer esquema de colocación de matriz se aplica directamente al problema del modelo financiero, el segundo es una combinación del método de cuasilinealización y el primer método de matriz numérica directa. En el enfoque anterior, llegamos a ecuaciones matriciales algebraicas no lineales, mientras que los sistemas resultantes son lineales en el último método y pueden resolverse de manera más eficiente. Se demuestra un teorema de convergencia relacionado con GMBPs y se deriva una cota superior para el error. Se proporcionan varios resultados de simulación para mostrar la utilidad y aplicabilidad de los procedimientos de colocación de matriz presentados.
Descripción
Proponemos dos técnicas de colocación espectral precisas y eficientes basadas en una estrategia de división de dominio (novedosa) para manejar un sistema fraccional no lineal que consta de tres EDOs que surgen en la modelización financiera y con comportamiento caótico. Una de las principales dificultades numéricas en el diseño de métodos espectrales tradicionales radica en el manejo de problemas de modelo en un largo dominio computacional, lo que generalmente conduce a la pérdida de precisión. Un remedio es dividir el dominio subyacente y aplicar el método espectral localmente en cada subdominio en lugar de en el dominio global de interés. Para tratar el sistema financiero caótico numéricamente, utilizamos la versión generalizada de polinomios de Bessel modificados (GMBPs) en los enfoques de matriz de colocación junto con la estrategia de división de dominio. Mientras que el primer esquema de colocación de matriz se aplica directamente al problema del modelo financiero, el segundo es una combinación del método de cuasilinealización y el primer método de matriz numérica directa. En el enfoque anterior, llegamos a ecuaciones matriciales algebraicas no lineales, mientras que los sistemas resultantes son lineales en el último método y pueden resolverse de manera más eficiente. Se demuestra un teorema de convergencia relacionado con GMBPs y se deriva una cota superior para el error. Se proporcionan varios resultados de simulación para mostrar la utilidad y aplicabilidad de los procedimientos de colocación de matriz presentados.