Multiscale wavelet analysis for integral and differential problems

Abstract

The object of the present research is wavelet analysis of integral and differential problems by means of harmonic and circular wavelets. It is shown that circular wavelets constitute a complete basis for L2[0; 1] functions, and form multiresolution analysis. Multiresolution analysis can be briefly considered as a decomposition of L2[0; 1] into a complete set of scale depending subspaces of wavelets. Thus, integral operators, differential operators, and L2(R) functions were investigated as scale depending functions through their projection onto these subspaces of wavelets. In particular: - conditions when a certain wavelet can be applied for solution of integral or differential problem are given; - it is shown that the accuracy of this approach exponentially grows when increasing the number of vanishing moments and scaling parameter; - wavelet solutions of low-dimensional nonlinear partial differential equations are compared with other methods; - wavelet-based approach is applied to low-dimensional Fredholm integral equations and the Galerkin method for two-dimensional Fredholm integral equations.[edited by author]. Oggetto della seguente ricerca `e l’analisi di problemi differenziali e integrali, utilizzando wavelet armoniche e wavelet armoniche periodiche. Si dimostra che le wavelet periodiche costituiscono una base completa per le funzioni L2[0; 1] e formano un’analisi multiscala. L’analisi multirisoluzione pu`o essere brevemente considerata come la decomposizione di L2[0; 1] in un insieme completo di sottospazi di wavelet dipendenti da un fattore di scala. Pertanto gli operatori integrali e differenziali e le funzioni L2(R) vengono studiati come funzioni di scala mediante le corrispondenti proiezioni in questi sottospazi di wavelet. In particolare, vengono sviluppati quattro principali argomenti: - sono state individuate le condizioni per applicare una data famiglia di wavelets alla soluzione di un data problema differenziale o integrale; - si `e dimostrato che la precisione di questo approccio cresce esponenzialmente quando decresce il numero dei momenti nulli e del parametro di scala; - soluzioni wavelet di equazioni differenziali a derivate parziali nonlineari di dimensione bassa sono state confrontate con altri metodi di soluzioni; - l’approccio basato sull’uso delle wavelet `e stato applicato anche per ricerca di soluzioni di alcune equazioni integrali di Fredholm e insieme al metodo di Galerkin per risolvere equazioni integrali Fredholm di dimensioni due.[a cura dell'autore]