У меня проблемы с решением одного уравнения в MATLAB: я все проверил по нескольку раз, но ответ все равно не подходит. Уравнение:
![$$
x(s) = g(s)+\int\limits_0^1x(t)f(t-s)\,dt\quad(1)
$$ $$
x(s) = g(s)+\int\limits_0^1x(t)f(t-s)\,dt\quad(1)
$$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/3/7/137a62897984e813e63bde17a74b313282.png)
где
![$$
f(t) = \frac{\sqrt{2}}{\pi(1+(t+1)^4)}
$$ $$
f(t) = \frac{\sqrt{2}}{\pi(1+(t+1)^4)}
$$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/4/e/b4ecae728415c0702b3697d22f5f94e282.png)
и
![$$
g(s) = \int\limits_{1-s}^\infty f(t)\,dt.
$$ $$
g(s) = \int\limits_{1-s}^\infty f(t)\,dt.
$$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/2/8/128e0c213d9f65df323b3a3117f0fcd082.png)
Насчет
![$x$ $x$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/3/2/332cc365a4987aacce0ead01b8bdcc0b82.png)
я знаю, что оно ограничено
![$0\leq x(s)\leq 1$ $0\leq x(s)\leq 1$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/4/1/b41320cad07deab2f2e965f14139c9fb82.png)
и монотонно возрастает. Для решения этой задачи я использовал
fie toolbox который был написан К. Аткинсоном в 2007м (он работает над численными методами решения этих уравнений с 70-х) и предоставляет строгие оценки на погрешнсть. Вот график решения:
![Изображение](http://i.stack.imgur.com/Eq3Km.png)
Отлично видно нехорошую вещь около нуля, да и функция не монотонна. Метод заявил ошибку менее
![$10^{-4}$ $10^{-4}$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/7/8/6784e1fd68d75a57b35bd36247a1aefe82.png)
.
Результат мне не понравился, и я нашел
![$x$ $x$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/3/2/332cc365a4987aacce0ead01b8bdcc0b82.png)
более наивным методом: сделал сетку на
![$[0,1]$ $[0,1]$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/c/f/acf5ce819219b95070be2dbeb8a671e982.png)
с шагом в
![$10^{-3}$ $10^{-3}$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/4/7/7478f3ddcc5c4a0d602772a3057efe4282.png)
и поменял
![$x(s)$ $x(s)$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/9/2/392e09155f75281b7ae27adf23af437182.png)
на
![$x_i = x(s_i)$ $x_i = x(s_i)$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/6/4/264991557c3eaaafc25e4c749d5f104e82.png)
,
![$g(s)$ $g(s)$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/d/b/cdb4346e7e0053cb44dc04c5f12c862e82.png)
на
![$g_i = g(s_i)$ $g_i = g(s_i)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/7/b/d7b5cde1cffac6e35c4f8a2011fc8c7582.png)
,
![$f(t-s)$ $f(t-s)$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/3/d/b3d1326d982ee6daa73f8932e0945bb582.png)
на
![$f_{ij} = f(s_j-s_i)$ $f_{ij} = f(s_j-s_i)$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/6/9/46936e5b3670a47f63f051d4ed020f5082.png)
, а вместо интеграла стала сумма. По сути это поиск
![$x$ $x$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/3/2/332cc365a4987aacce0ead01b8bdcc0b82.png)
в виде кусочно-постоянной функции. Ошибка такого метода не более, чем
![$0.01$ $0.01$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/e/3/7e355169aef4d5008ad23b2cd4e9cf0382.png)
. В результате, мне нужно было решить СЛАУ
![$(\mathbf I - \delta \mathbf f)\mathbf w = \mathbf g$ $(\mathbf I - \delta \mathbf f)\mathbf w = \mathbf g$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/d/b/4db443481514b4e5ee1f3e426988939982.png)
. Решение системы на рисунке.
![Изображение](http://i.stack.imgur.com/W2rn6.png)
Оно похоже на правду и также проверяется другими методами (монте-карло). Самое удивительное - то, что я использовал этот fie toolbox для уравнения с гораздо более паршивыми функциями: там например норма интегрального оператора была очень близка к единице - и результат был отличный, точный. В данном же случае что-то идет не так. У меня одна лишь надежда - я напортачил в коде. Но там кода-то: забить две функции
![$g$ $g$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/c/f/3cf4fbd05970446973fc3d9fa3fe3c4182.png)
и
![$f$ $f$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/9/0/190083ef7a1625fbc75f243cffb9c96d82.png)
. Я уже второй целый день ищу ошибку - тщетно. Может, кто попробует помочь?
Я могу например здесь привести свой код. Также Mathematica дает явное выражения для функции
![$g$ $g$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/c/f/3cf4fbd05970446973fc3d9fa3fe3c4182.png)
. Я его не стал здесь приводить - но могу, если поможет.