ASYMPTOTIC EXPANSIONS OF SOLUTIONS TO NONLINEAR ORDINARY DIFFERENTIAL EQUATIONS WITH A SMALL PARAMETER
Zh.K. Turkmanov, M. KarynbaevaThis study examines the asymptotic expansions of solutions to nonlinear ordinary differential equations with a small parameter. Two classes of singularly perturbed equations are considered: Prandtl-Tikhonov type equations characterized by boundary layers and stable solutions with small parameters, and Lighthill-type equations distinguished by internal layers and more complex solution structures. A parameterization method was presented to analyze the solution behavior up to a singular point. The existence of a solution to the Cauchy problem for the Lighthill equation under certain conditions was proven. The advantage of the parameterization method over the classical small-parameter method in constructing asymptotic expansions of solutions near a singular point was demonstrated
References
1. Carrier, C. P. Boundary Layer Problems in applied mathematics / C. P. Carrier // Communications on Applied Mathematics. – 1954. – Vol. 7. – P. 11-17.
2. Вазов, В. Асимптотические разложения решений дифференциальных уравнений / В. Вазов. – Москва : Мир, 1968. – 464 с.
3. Takahashi, K. Uber eine erweiterte asymptotische Darstellung der Losung eines Systems von linearen homogenen Differentialgleichungen, welche von zwei Parametern abhängt / K.
Takahashi // Tohoku Mathematical Journal. – 1958. – Vol. 10, № 2. – P. 172-193.
4. Lighthill, M. J. A technique for rendering approximate solutions to physical problems uniformly valid / M. J. Lighthill // Philosophical Magazine. – 1949. – Vol. 40. – P. 1179-1201.
5. Алымкулов, К. Метод малого параметра и обоснование метода Лайтхилла / К. Алымкулов // Известия АН Киргизской ССР. – 1979. – № 6. – С. 8-11.
6. Туркманов, Ж. К. Об асимптотическом поведении решений возмущенных обыкно- венных дифференциальных уравнений первого порядка с иррегулярной особой точкой / Ж. К. Туркманов, М. М. Карынбаева // Сборник научных работ 78-й Международной на- учной конференции Евразийского Научного Объединения. – Москва : ЕНО, 2021. – С. 338.