积分方程的小波数值解法

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积分方程已被广泛应用于工程、力学等诸多领域,但由于很多积分方程的解析解不易求出,从而使求解积分方程的近似解或数值解成为积分方程研究的一个重要方向。小波分析是现代数学的一个分支,其继承了Fourier分析的优点,又克服了Fourier分析不能进行局部信号分析的缺点。鉴于小波分析所具有的优良特性,使其在积分方程数值解应用中具有重要意义。本文主要研究在不采用如配置点法、Galerkin法等任何投影法的前提下,小波在积分方程数值解中的应用。主要内容如下:1.介绍小波分析的研究背景与发展过程,重点介绍小波分析在求解积分方程,尤其在第二类Volterra-Fredholm积分方程和Integro-differential方程中的应用及研究现状。2.介绍块脉冲函数(BPFs)的定义,研究其性质,并推导积分算子矩阵。研究用块脉冲函数求解Volterra-Fredholm积分方程数值解的具体方法,并进行了误差分析。最后通过数值算例,结合图表,分析数值解与精确解的逼近程度。3.最后将块脉冲函数求解第二类Volterra-Fredholm方程数值解的方法应用于求解Integro-differential方程,并分析此类方程的解法。本文在不采用投影法前提下,利用块脉冲函数求解第二类Volterra-Fredholm积分方程和Integro-differential方程的数值解。结果表明数值解与精确解的逼近程度良好,且随着逼近函数BPFs项数增多,数值解精度增高。通过数值算例,验证了方法的可行性和有效性。本研究为今后其它类积分方程,如分数阶积分方程、奇异性积分方程的数值求解提供了一种方法。
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