4. Подход на основе инвариантного погружения
Рассмотрим аналогичный процесс, отличающийся от описанного выше лишь тем, что на этот раз игрок стремится достигнуть капитала
к концу игры. Соответствующая граничная задача теперь имеет вид
Мы хотим установить связь между двумя задачами (3.1) — (3.3) и (1) — (3). Прежде всего отметим, что для того, чтобы получить капитал
игрок раньше должен получить капитал
не разорившись. Это замечание приводит к математическому соотношению
Для того чтобы можно было использовать соотношение (4), нам необходимо получить выражение для и
. Подставляя
в (1), получим
откуда, учитывая (3), имеем
Рассуждая, как и выше, приходим к уравнению
Вводя функцию
определенную формулой
перепишем уравнение (6) в виде
Разрешая (9) относительно
получим уравнение
с начальным условием (при
вида
Условие (11) отражает тот факт, что, не имея начального капитала, игрок не имеет никаких шансов достигнуть своей цели.
Возвращаясь к уравнению (4), теперь можно записать
где функция
определяется уравнениями (10)—(11). Начальное условие для
имеет вид
Заметим, что уравнения
для и и
определяют задачу Коши в отличие от двухточечной граничной задачи, к которой мы приходим при классической формулировке. Следовательно, для вычислительных целей нелинейная задача, поставленная в терминах инвариантного погружения, может оказаться предпочтительней классической линейной задачи.
Вычислительная процедура определения функции и
для любого фиксированного
состоит В следующем: из уравнений (10)—(11) найти
При
перейти к уравнению (12) с начальным условием
Для
продолжить вычисление функции
и из уравнения (12) определить, и
. Процесс прекращается, когда