On the Adjoint Problem in a Domain with Deviation Out from the Characteristic for the Mixed Parabolic-Hyperbolic Equation with the Fractional Order Operator

Abstract

В настоящей статье доказана классическая, сильная разрешимость и вольтерровость сопряженной задачи c отходом от характеристики для уравнения смешанного параболо-гиперболического типа с оператором дробного порядка в смысле Герасимова-Капуто. Целью исследования является решение сопряженной задачи для уравнения смешанного параболо-гиперболического типа дробного порядка. Учитывая, свойств операторов дробного порядка найдены сопряженный оператор и применены постановки сопряженной задачи. Для исследования поставленной задачи в параболической частью смешанной области решается первой краевой задачи для уравнения параболического типа дробного порядка в смысле Герасимова-Капуто. Используя, свойств функции Райта получено функциональное соотношение на линии перехода. Точно также решая, задачи Коши гиперболической частью смешанной области находим функциональное соотношение. Следовательно, поставленная задача эквивалентным образом сводится к интегральному уравнению Вольтерра второго рода со слабой особенностью. Согласно теории интегральных уравнений Вольтерра второго рода доказывается однозначной разрешимость полученного уравнения. Кроме того, используя методы операторов интегро — дифференцирования дробного порядка, теории специальных функций, априорных оценок, теория интегральных уравнений доказываются теоремы единственности, существования и вольтерровость сопряженной задачи в области с отходом от характеристики для уравнения смешанного типа дробного порядка. Полученные результаты новые и отличаются от результатов М.А. Садыбекова и А.С. Бердышева. In this article, it was proved the classical, strong solvability and Volterra property of the adjoint problem with departure from the characteristic for an equation of mixed parabolic-hyperbolic type with a fractional order operator in the sense of Gerasimov-Caputo. The aim of the research is to solve the conjugate problem for the equation of a mixed parabolic-hyperbolic type of fractional order. Taking into account the properties of fractional order operators, the adjoint operator is found and the statements of the adjoint problem are applied. To study the formulated problem in the parabolic part of the mixed domain, the first boundary value problem for a parabolic type equation of fractional order in the sense of Gerasimov-Caputo is solved. Using the properties of the Wright function, a functional relation is obtained on the transition line. In the same way, solving the Cauchy problem with the hyperbolic part of the mixed domain, we find a functional relation. Consequently, the problem posed reduces in an equivalent way to a Volterra integral equation of the second kind with a weak singularity. According to the theory of Volterra integral equations of the second kind, the unique solvability of the resulting equation is proved. In addition, using the methods of integro-differentiation operators of fractional order, the theory of special functions, a priori estimates, the theory of integral equations, uniqueness, existence and Volterra theorems for the adjoint problem in a domain with deviation out of the characteristic for a mixed-type equation of fractional order are proved. The results obtained are new and differ from the results of M. A. Sadybekov and A. S. Berdyshev.