随机延迟微分方程分裂步θ方法的数值分析

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随机延迟微分方程作为一种重要的数学模型在物理学,生物学,金融学,控制论以及医学等诸多领域具有广泛的应用。这一类方程既考虑了滞后对系统的作用,同时考虑了外界环境对系统性质所造成的影响。因此,随机延迟微分方程更加准确的模拟了自然生活。在实际应用中,随机延迟微分方程精确解的显式表达式很难求出,或表达式很复杂,因此构造适用的数值方法并研究数值方法的性质具有重要意义。  近年来许多学者研究了随机常延迟微分方程及数值方法,对于随机变延迟微分方程及数值方法的研究刚刚开始。本文探讨了随机变延迟微分方程分裂步方法的收敛性和稳定性。  本文分别研究了扩散的分裂步θ方法和漂移的分裂步θ方法的收敛性和稳定性。首先,当随机延迟微分方程的系数满足全局Lipschitz条件和线性增长条件时,研究了扩散的分裂步θ方法的均方收敛性,并得出该方法的均方收敛阶为1/2;随后本文在单调条件和线性增长条件下探讨了扩散的分裂步θ方法的稳定性,证明了该方法对于一定范围内的步长是均方指数稳定的。其次,当随机延迟微分方程的系数满足全局Lipschitz条件和线性增长条件时,分析了漂移的分裂步θ方法的均方收敛性,并得出该方法的均方收敛阶为1/2;同时在单调条件和线性增长条件下,本文探讨了漂移的分裂步θ方法的稳定性,证明了当θ∈(1/2,1]时,该方法依任意步长保持均方指数稳定;当θ∈[0,1/2]时,存在h0,使得当h∈(0, h0)时,漂移的分裂步θ方法是均方指数稳定的。
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