分数阶微分方程的一些新结果

第一部分,介绍分数阶导数的定义和著名的Mittag—Leffler函数的性质．第二部分,利用单调迭代方法给出了具有2序列Riemann—Liouville分数阶导数微分方程初值问题解的存在性和唯一性．第三部分,利用上下解方法和Schauder不动点定理给出了具有2序列Riemann—Liouville分数阶导数微分方程周期边值问题解的存在性．第四部分,利用Leray—Schauder不动点定理和Banach压缩映像原理建立了具有n序列Riemann—Liouville分数阶导数微分方程初值问题解的存在性、唯一性和解对初值的连续依赖性．第五部分,利用锥上的不动点定理给出了具有Caputo分数阶导数微分方程边值问题,在超线性（次线性）条件下C310,11正解存在的充分必要条件．最后一部分,通过建立比较定理和利用单调迭代方法给出了具有Caputo分数阶导数脉冲微分方程周期边值问题最大解和最小解的存在性．     

Riemann—Liouville型分数阶微分方程的微分变换方法

本文在Riemann-Liouville分数阶导数的广义Taylor公式的基础上,建立了求解Riemann-Liouville型分数阶微分方程的微分变换方法.本文所建立的基于Riemann-Liouville分数阶导数微分变换方法给求解Riemann-Liouville分数阶导数的微分方程提供了一种新工具。     

一类具有Riemann-Liouville分数阶积分条件的分数阶微分方程边值问题

研究了一类具有Riemann-Liouville分数阶积分条件的新分数阶微分方程边值问题,其非线性项包含Caputo型分数阶导数.将该问题转化为等价的积分方程,应用Leray-Schauder不动点定理结合一个范数形式的新不等式,获得了解的存在性充分条件,推广和改进了已有的结果,并给出了应用实例.     

常系数线性分数阶微分方程组的解

本文研究了常系数线性分数阶微分方程组的求解问题.利用逆Laplace变换,Jordan标准矩阵和最小多项式,得到矩阵变量Mittag-Leffler函数的三种不同的计算方法,包含了常系数线性一阶微分方程组的解.     

一个新的分数阶比较定理

研究了Caputo和Riemann-Liouville两型分数阶微分方程的比较定理.首先,讨论了一类线性分数阶微分不等式解得非负性.其次,引入单边Lipschitz条件,将微分方程解的比较问题化为线性微分不等式非负解问题,通过线性分数阶微分方程的求解,得到分数阶比较定理.最后,为进一步说明结论,给出了两个数值仿真例子.     

一类具有分数阶积分条件的分数阶微分方程组边值问题的可解性

研究一类具有Riemann-Liouville分数阶积分条件的分数阶微分方程组边值问题,将该问题转化为等价的积分方程组,应用Leray-Schauder不动点定理和Banach压缩映像原理,结合一个分数阶形式的新不等式,获得了该问题解的存在性和唯一性结果,并给出一个应用实例.     

一类分数阶微分方程组积分边值问题的正解

利用锥拉伸和压缩不动点定理,研究了一类具有Riemann-Liouvile分数阶积分条件的分数阶微分方程组边值问题.结合该问题相应Green函数的性质,获得了其正解的存在性条件,并给出了一些应用实例.     

分数阶微分方程边值问题解的存在性

应用Gteen函数将分数阶微分方程边值问题可转化为等价的积分方程．近来此方法被应用于讨论非线性分数阶微分方程边值问题解的存在性．讨论非线性分数阶微分方程边值问题,应用Green函数,将其转化为等价的积分方程,并设非线性项满足Caratheodory条件,利用非紧性测度的性质和M6nch’s不动点定理证明解的存在性．     

一类具有Riemann-Liouville分数阶积分边值条件的奇异分数阶微分方程解的存在性

研究一类具有Riemann-Liouville分数阶积分边值条件的奇异分数阶微分方程解的存在性,其非线性项包含Caputo型分数阶导数,且在t=0具有奇异性.应用Schauder不动点定理获得了解的存在性定理,并给出了应用实例.     

分数阶常微分方程的改进精细积分法

基于Mittag-Leffler函数的定义式,构造Mittag-Leffler矩阵函数的精细迭代计算格式.与常规指数函数的迭代格式相比,迭代递推中多了修正项,其表达式与分数阶导数的阶次有关.对于以Caputo分数导数定义的动力学分数阶常微分方程,使用基于Mittag-Leffler函数的精细积分法可计算方程解在各时间段端点对应函数值.算例表明了所提计算方法的有效性,其精度可由所增加修正项的阶次控制.     

Series Solutions of Systems of Nonlinear Fractional Differential Equations

Differential equations of fractional order appear in many applications in physics, chemistry and engineering. An effective and easy-to-use method for solving such equations is needed. In this paper, series solutions of the FDEs are presented using the homotopy analysis method (HAM). The HAM provides a convenient way of controlling the convergence region and rate of the series solution. It is confirmed that the HAM series solutions contain the Adomian decomposition method (ADM) solution as special cases.      

Fractional order nonlinear mixed coupled systems with coupled integro-differential boundary conditions

We study the existence and uniqueness of solutions for a class of coupled fractional differential equations involving both Riemann-Liouville and Caputo fractional derivatives, and coupled integro-differential boundary conditions. We derive the desired results with the aid of modern methods of functional analysis. An example illustrating the abstract results is also presented.     

Existence and Uniqueness of Positive Solutions for a System of Multi-order Fractional Differential Equations

In this paper, we prove the existence and uniqueness of positive solutions for a system of multi-order fractional differential equations. The system is used to represent constitutive relation for viscoelastic model of fractional differential equa-tions. Our results are based on the fixed point theorems of increasing operator and the cone theory, some illustrative examples are also presented.     

分数阶微分方程多点分数阶边值问题

研究分数阶微分方程多点分数阶边值问题解的存在性与唯一性,利用不动点定理,得到了边值问题存在唯一解和至少存在1个解的充分条件.     

分数阶奇异微分方程初值问题正解的存在性

分数阶微分方程解的存在性问题近年来引起了许多人的关注,本文考察了一个非线性分数阶奇异微分方程初值问题正解的存在性,我们的结果削弱了Babakhani, Varsha的假设条件,并要求其非线性项具有一定程度的奇异性．     

Numerical Analysis of a High-Order Scheme for Nonlinear Fractional Differential Equations with Uniform Accuracy

We introduce a high-order numerical scheme for fractional ordinary differential equations with the Caputo derivative. The method is developed by dividing the domain into a number of subintervals, and applying the quadratic interpolation on each subinterval. The method is shown to be unconditionally stable, and for general nonlinear equations, the uniform sharp numerical order 3 − $ν$ can be rigorously proven for sufficiently smooth solutions at all time steps. The proof provides a general guide for proving the sharp order for higher-order schemes in the nonlinear case. Some numerical examples are given to validate our theoretical results.     

一类含高阶Riemann-Liouville型分数阶导数脉冲微分方程的通解

本文首先运用迭代法获得一类含多项Riemann-Liouville型分数阶导数的微分方程的连续通解,然后应用数学归纳法得到这类脉冲微分方程的分片连续通解. 所得结果归结于脉冲分数阶微分方程领域,对分数阶微分方程研究者有参考意义.