Gybkina, N. V.Lamtyugova, S. M.Sidorov, M. V.Гибкіна, Н. В.Ламтюгова, С. М.Сидоров, М. В.2026-03-112026-03-112021https://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/27302Gybkina N. V. Two-sided approximations method based on the Green’s functions use for construction of a positive solution of the Dirichle problem for a semilinear elliptic equation / N. V. Gybkina, S. M. Lamtyugova, M. V. Sidorov // Радіоелектроніка, інформатика, управління. – 2021. – № 3 (58). – C. 26-41.EN: Context. The question of constructing a method of two-sided approximations for finding a positive solution of the Dirichlet problem for a semilinear elliptic equation based on the use of the Green’s functions method is considered. The object of research is the first boundary value problem (the Dirichlet problem) for a second-order semilinear elliptic equation. Objective. The purpose of the research is to develop a method of two-sided approximations for solving the Dirichlet problem for second-order semilinear elliptic equations based on the use of the Green’s functions method and to study its work in solving test problems. Method. Using the Green’s functions method, the initial first boundary value problem for a semilinear elliptic equation is replaced by the equivalent Hammerstein integral equation. The integral equation is represented in the form of a nonlinear operator equation with a heterotone operator and is considered in the space of continuous functions, which is semi-ordered using the cone of nonnegative functions. As a solution (generalized) of the boundary value problem, it was taken the solution of the equivalent integral equation. For a heterotone operator, a strongly invariant cone segment is found, the ends of which are the initial approximations for two iteration sequences. The first of these iterative sequences is monotonically increasing and approximates the desired solution to the boundary value problem from below, and the second is monotonically decreasing and approximates it from above. Conditions for the existence of a unique positive solution of the considered Dirichlet problem and two-sided convergence of successive approximations to it are given. General guidelines for constructing a strongly invariant cone segment are also given. The method developed has a simple computational implementation and a posteriori error estimate that is convenient for use in practice. Results. The method developed was programmed and studied when solving test problems. The results of the computational experiment are illustrated with graphical and tabular informations. Conclusions. The experiments carried out have confirmed the efficiency and effectiveness of the developed method and make it possible to recommend it for practical use in solving problems of mathematical modeling of nonlinear processes. Prospects for further research may consist the development of two-sided methods for solving problems for systems of partial differential equations, partial differential equations of higher orders and nonstationary multidimensional problems, using semi-discrete methods (for example, the Rothe’s method of lines). UK: Актуальність. Розглянуто питання побудови методу двобічних наближень знаходження додатного розв’язку задачі Діріхле для напівлінійного еліптичного рівняння на основі використання метода функцій Гріна. Об’єктом дослідження є перша крайова задача (задача Діріхле) для напівлінійного еліптичного рівняння другого порядку. Мета. Метою роботи є розробка на основі використання методу функцій Гріна методу двобічних наближень розв’язання задачі Діріхле для напівлінійних еліптичних рівнянь другого порядку і дослідження його роботи при розв’язанні тестових задач. Метод. За допомогою методу функцій Гріна вихідна перша крайова задача для напівлінійного еліптичного рівняння замінюється еквівалентним інтегральним рівнянням Гаммерштейна. Інтегральне рівняння подається у вигляді нелінійного операторного рівняння з гетеротонним оператором і розглядається у просторі неперервних функцій, який напівупорядковано за допомогою конуса невід’ємних функцій. За розв’язок (узагальнений) крайової задачі приймаємо розв’язок еквівалентного інтегрального рівняння. Для гетеротонного оператора знаходиться сильно інваріантний конусний відрізок, кінці якого є початковими наближеннями для двох ітераційних послідовностей. Перша з цих ітераційних послідовностей є монотонно зростаючою і наближає шуканий розв’язок крайової задачі знизу, а друга є монотонно спадною і наближає його зверху. Наведено умови існування єдиного додатного розв’язку розглядуваної задачі Діріхле та двобічної збіжності до нього послідовних наближень. Також наведено загальні рекомендації з побудови сильно інваріантного конусного відрізка. Розроблений метод має просту обчислювальну реалізацію і зручну для використання на практиці апостеріорну оцінку похибки. Результати. Розроблений метод програмно реалізовано та досліджено при розв’язанні тестових задач. Результати обчислювального експерименту проілюстровано графічною та табличною інформаціями. Висновки. Проведені експерименти підтвердили працездатність та ефективність розробленого метода і дозволяють рекомендувати його для використання на практиці при розв’язання задач математичного моделювання нелінійних процесів. Перспективи подальших досліджень можуть полягати у розробленні двобічних методів розв’язання задач для систем рівнянь з частинними похідними, рівнянь з частинними похідними вищих порядків та нестаціонарних багатовимірних задач, використовуючи напівдискретні методи (наприклад, метод прямих Роте).endirichlet problem for a semilinear elliptic equationpositive solutionstrongly invariant conic segmentheterotone operatormethod of two-sided approximationsGreen’s functionзадача Діріхле для напівлінійного еліптичного рівняннядодатний розв’язоксильно інваріантний конусний відрізокгетеротонний операторметод двобічних наближеньфункція ГрінаArticle