高维非齐次时间分数阶扩散-波动方程的解析解问题

分数阶微积分是专门研究任意阶积分和微分的数学性质及其应用的领域,是传统的整数阶微积分的推广,分数阶微分方程是含有非整数阶导数的方程.时间分数阶扩散-波动方程可以用来模拟由传统的扩散-波动方程演变而来的反常扩散方程.考虑在有限区间上高维非齐次时间分数阶扩散-波动方程的初边值问题.利用分离变量法,导出了高维非齐次时间分数阶扩散-波动方程初边值问题的基本解.     

计算Riemann-Liouville分数阶积分和导数的数值算法

研究计算Riemann-Liouville (RL)分数阶积分和导数的数值算法.首先,分析了RL分数阶积分和导数的定义式,由于定义式中包含一个积分瑕点,使RL分数阶积分和导数难于计算.然后,给出了一种去掉积分瑕点的方法,在此基础上设计出计算RL分数阶积分和导数的数值算法,并证明了此数值算法具有一阶精度.最后,给出了计算实例,计算结果说明提出的算法是有效的.     

一类分形插值函数的分数阶微积分

介绍了分形插值函数和迭代函数系统以及v阶黎曼-刘维尔分数阶积分、微分的概念和相关定理.由于分形插值函数满足应用分数阶微积分处理问题的条件,所以利用这些概念及分步积分的方法讨论了折线段分形插值函数的分数阶积分的连续性,可微性及哪些点是不可微的,进一步说明了该插值函数分数阶微分的连续性并指出其不连续点,用黎曼-刘维尔分数阶微积分与分形插值函数结合起来研究,目的是想设法跟经典微积分一样,能找出函数上在该点的微积分的具体的实际应用意义.这些理论为研究分形插值函数的分数阶微积分的实际应用意义提供了一些理论基础.     

一类特殊的Riemann-Liouville分数阶积分的几何意义

主要研究阶数等于0.5的Riemann-Liouville (RL)分数阶积分的几何意义.通过变量替换,证明了0.5阶RL积分等价于沿着圆弧的曲线积分.对于同一个积分,如果沿着曲线观察,此积分是曲线积分;如果沿着坐标轴观察,此积分是分数阶积分.此结论说明,分数阶微积分提供了一种观察客观世界的新角度.另外,应用分数阶理论求解了一个关于转动惯量的问题,此实例说明分数阶现象是广泛存在的.     

一个含参量积分例题的研究性学习和启示——引入Riemann-Liouville分数阶积分和导数的一种方法

本文将一个关于含参量积分的例题拓展成了针对学生的研究性学习课题.通过对这一例题的研究性学习,对整数阶微积分进行了推广,给出了Riemann-Liouville分数阶积分和导数的定义,并通过例题强化了学生对这一定义的认识,扩大了学生的知识视野.最后强调了研究性学习在数学分析教学中的重要性.     

q-Gronwall不等式及其在分数阶q-微分方程的应用

利用q-微积分的性质,得到时间测度q上的Gronwall不等式;并利用该推广的不等式分别讨论带有Riemann-Liouville和Caputo分数阶导数的q-微分方程的解对分数阶导数的阶数和初值的依赖性.     

分数阶力学系统的正则变换理论

应用分数阶模型可以更准确地描述复杂系统的力学与物理行为,随着分数阶微积分在科学和工程的诸多领域的成功应用,传统的分析力学理论和方法需要拓展到含有分数阶微积分的系统.变换是分析力学研究的一个重要手段.本文研究分数阶力学系统的变换理论.基于Cuputo分数阶导数的定义,定义力学系统的Lagrange函数和Hamilton函数,在H(o|¨)lder交换关系下建立了分数阶Hamilton原理,并由分数阶Hamilton原理通过变分运算导出分数阶Hamilton正则方程;建立了分数阶力学系统的正则变换理论,给出了四种基本形式的分数阶正则变换,并通过算例说明母函数在分数阶正则变换中的作用.     

Liouville在分数阶微积分概念方面的研究

分数阶微积分的概念是以整数阶微积分理论研究为基础,而分数阶微积分概念的建立经历了漫长的过程.探析此过程中数学家在研究分数阶微积分理论方面的贡献,进而整理Liouville在分数阶微积分概念方面的研究,进一步概括分数阶微积分第一定义的由来以及为后续相关研究奠定的坚实基础.     

积分型余项的泰勒公式与分数阶导数

基于将积分和微分统一的思想,并结合高阶积分我们得到了泰勒公式的积分型余项.并从积分型泰勒公式出发,直接推导出Riemann-Liouville分数阶导数计算公式及它和Caputo分数阶导数之间的关系.     

混合分数阶整数阶常微分方程迭代方法的解

<正>1引言分数阶微积分在1695年被莱布尼茨提出后,经过数学家Euler、Laplace、Lacroix、Fourier等的发展推动下,促进了分数阶微积分缓慢发展,1974年美国数学家Oldham和Spanier发表第一本关于分数阶微积分理论的专著.近二三十年,由于分数阶微积分被非常成功的应用于高能物理、反常扩散、复杂黏弹性材料力学本构关系、系统控制、流变学、地球物理、生物医学工程、经济学等诸多领域的建模[1、2],从而使分数阶微积分及其应用在国内外引起广泛的关注和研究.由于分数阶微积分算子是一种非局部算子,具有     

Koch曲线及其分数阶微积分

给出了Koch曲线的一个复值表达式,并且估计了该表达式的分数阶微积分的分形维数,同时给出了此表达式的Weyl-Marchaud分数阶导数的图像.进一步讨论了Koch曲线的图像与某类自仿分形函数图像的联系.最后证明了这类自仿分形函数的分形维数与其分数阶微积分的分形维数成立着线性关系,一个特殊例子的图像和数值结果在文中给出.     

两类分数阶微分方程的边值问题（英文）

本文研究了两类非线性项含有未知函数导数的分数阶微分方程的边值问题.利用分数阶微积分的性质及Banach不动点定理,获得了解的存在唯一性等有关结果,推广了已有文献的结论.     

两类分数阶微分方程的边值问题

本文研究了两类非线性项含有未知函数导数的分数阶微分方程的边值问题.利用分数阶微积分的性质及Banach不动点定理,获得了解的存在唯一性等有关结果,推广了已有文献的结论.     

广义二阶流体涡流速度的衰减和温度扩散

将分数阶微积分运算引入到二阶流体的本构关系中,建立了带分数阶导数的广义二阶流体模型．研究了广义二阶流体涡流速度的衰减和温度扩散,利用分数阶导数的Laplace变换和广义Mittag-Leffler函数,得到了涡流速度场和温度场的精确解,分析了分数阶指数对涡流速度的衰减和温度扩散的影响．     

一维连续函数的Riemann-Liouville分数阶微积分

本文主要讨论闭区间上一维连续函数的Riemann-Liouville分数阶微积分.首先,证明一维连续有界变差函数的任意阶Riemann-Liouville分数阶积分仍然是连续有界变差函数.其次,给出无界变差点的定义并构造一个含有无界变差点的一维连续无界变差函数.同时证明该无界变差函数的任意阶Riemann-Liouville分数阶积分的分形维数为1.最后,证明对于任意具有有限个无界变差点的一维连续函数,其任意阶Riemann-Liouville分数阶积分的分形维数仍然是1.文中还给出了一些例子的图像和数值结果.     

基于分数阶双曲型方程的加密算法

分数阶导数是整数阶导数的推广.近年来分数阶导数已经成为描述各类复杂力学与物理过程的重要工具.与经典的整数阶导数相比,分数阶导数具有历史记忆性和全域相关性,能较好地体现系统函数的演化过程.相对于非线性模型而言,分数阶模型的物理意义更清晰,表述更简洁、准确.本文讨论两类分数阶双曲型偏微分方程正、反问题的适定性,并利用适定性构造了一个加密算法.     

分数阶Caputo导数的三点逼近格式（英文）

推导了分数阶积分的梯形逼近格式以及Caputo导数的L1逼近格式的四阶展开公式.并利用L1格式的展开式得到了Caputo导数的具有3-α阶精度的三点逼近格式,该逼近格式被应用于数值求解分数阶松弛方程和时间分数阶次扩散方程.     

带有弱奇性核的多项分数阶非线性随机微分方程解的适定性

本文主要研究一类带有多项分数阶Caputo导数的非线性随机微分方程初值问题的解的适定性.具体地,首先把多项分数阶随机微分方程等价地转化为随机Volterra积分方程;然后,给出了该随机积分方程的Euler-Maruyama (EM)格式;最后,借助于该EM格式,证明了多项分数阶随机微分方程的解的适定性.     

分数阶积分微分方程的近似解

本文给出了分数阶积分微分方程的一种新的解法.利用未知函数的泰功多项式展开将分数阶积分微分方程近拟转化为一个涉及未知函数及其n阶导数的线性方程组.数值例子表明该方法的有效性.     

Adomian分解法求解非线性分数阶Fredholm积分微分方程

为了求解一类非线性分数阶Fredholm积分微分方程的数值解,本文将Adomian分解法(Adomian Decomposition Method,ADM)引入到非线性分数阶Fredholm微积分方程的求解中.将ADM多项式与分数阶积分定义有效结合,得到Adomian级数解.通过收敛性分析证明所得的级数解收敛于精确解,给出最大绝对截断误差.并结合实例,证明方法的有效性和实用性.