Метод приближения по параметру для нелинейных функциональных уравнений
Ме́тод приближе́ния по пара́метру для нелине́йных функциона́льных уравне́ний, метод приближённого решения нелинейных функциональных уравнений. Метод приближения по параметру состоит в том, что решаемое уравнение обобщается к виду путём введения параметра , принимающего заданные значения на конечном интервале , так, что первоначальное уравнение получается при , а уравнение легко решается или известно его решение (Lahaye. 1948; Давиденко. 1953; Ортега. 1975).
Обобщённое уравнение последовательно решается при отдельных значениях . Уравнение при решается каким-либо итерационным методом [методом Ньютона, простой итерации, итерационным методом вариации параметра (Давиденко. 1975) и др.], начиная с полученного решения уравнения при . Применение на каждом шаге по , например итераций метода Ньютона, приводит к следующей формуле:Если разность достаточно мала, то значение может оказаться достаточно хорошим начальным приближением, обеспечивающим сходимость, для получения решения при (Lahaye. 1948; Ортега. 1975; Дементьева. 1971).
На практике часто исходная задача естественным образом зависит от некоторого параметра, который может быть выбран в качестве параметра .
Метод приближения по параметру применяется как для решения систем нелинейных алгебраических и трансцендентных уравнений (Lahaye. 1948; Давиденко. 1953), так и для более общих нелинейных функциональных уравнений в банаховых пространствах (Дементьева. 1971; Давиденко. 1955; Шидловская. 1958).
Метод приближения по параметру иногда называют также прямым методом вариации параметра (Давиденко. 1953; Давиденко. 1955), а также комбинированным методом прямого и итерационного методов вариации параметра. В этих методах построение решений обобщённого уравнения сводится путём дифференцирования по параметру к решению дифференциальной задачи с начальными условиями (задачи Коши) методами численного интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений. Применяя простейший метод Эйлера в прямом методе вариации параметра к задаче Кошиприближённые значения , решения уравнения можно определить следующими равенствами:Элемент будет искомым приближённым решением исходного уравнения . Уточнение всех или некоторых значений можно проводить итерационным методом вариации параметра (Давиденко. 1975) (или методом Ньютона). Обобщённое уравнение при этом рассматривается обычно в видена конечном промежутке или, заменяя здесь на , на бесконечном промежутке .
Метод вариации параметра применён к широкому классу задач как для построения решений, так и для доказательства их существования (Ортега. 1975; Давиденко. 1975; Давиденко. 1955; Шидловская. 1958).