در این پایان نامه ابتدا در فصل یک به معرفی مفاهیم اساسی مورد نیاز می پردازیم. در فصل دوّم مشتق و انتگرال کسری را بیان می کنیم. در این فصل پس از معرفی مشتق کسری ریمان- لیوویل، گرونوالد- لتنیکوف به بیان خواص و ارتباط این مشتقات می پردازیم. در فصل سه ساختار روش آشفتگی هوموتوپی را بیان می کنیم، در ادامه با بیان چند قضیه، همگرایی این روش را بررسی می کنیم و کاربرد های این روش برای حل معادلات تابعی را با بیان چند مثال نشان خواهیم داد. در فصل چهارم چند صورت از معادلات دیفرانسیل کسری خاص را معرفی کرده و سپس حل آنها را با روش آشفتگی هوموتوپی بیان می کنیم

در این پایان نامه، جوابهای کمترین مربعات و با کمترین نرم معادلات ماتریسی (ax=b,xc=d) وجوابهای مقید کمترین مربعات با تعدادی قید از قبیل تقارن، تعامد، تقارن و تعامد، تقارن و خودتوان، متقارن بازتابی و...مورد بررسی قرار می گیرد. علاوه براین اصلاح بهینه دستگاه معادلات نشدنی با تغییر در ماتریس های ضرایب و ماتریس های سمت راست مورد مطالعه قرار می گیرد.

در این پایان نامه، یک روش مستقیم برای حل معادلات دیفرانسیل جزیی با شرایط اولیه و مرزی با استفاده از موجک های لژاندر ارائه شده است. ماتریس های عملیاتی انتگرال معرفی شده و برای تبدیل کردن معادله دیفرانسیل جزیی که در شرایط اولیه و مرزی صدق می کند به حل معادلات جبری به کار گرفته می شود. در پایان این روش برای بعضی مثال ها امتحان می شود و نتایج عددی حاصل از این روش ارائه می شود.

در این پایان نامه، روش تبدیل دیفرانسیل که یک روش نیمه تحلیلی- عددی مبتنی بر بسط تیلور می باشد و منجر به تولید جوابی تحلیلی به صورت یک چند جمله ای می گردد، برای حل معادلات دیفرانسیل تفاضلی تعمیم داده شده است. هم چنین تقریب پد معرفی شده و با هدف افزایش دقت و گسترش حوزه همگرایی سری جواب به دست آمده با روش ارائه شده، مورد استفاده قرار می گیرد. روش مذکور بر روی مثال های متعدد مورد آزمایش قرار گرفته و نتایج نشان می دهد که روش پیشنهاد شده بسیار کارآمد و ساده می باشد

در این پایان نامه، چند نمونه شناخته شده از معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی یک بعدی، با استفاده از توابع اسپلاین حل شده اند. این روش بر مبنای تقریب مشتقات استوار است، به این معنی که تفاضلات متناهی را برای تقریب مشتق در یک جهت و مشتقات توابع اسپلاین را در جهت دیگر به کار می بریم. در طول مطالعه به معرفی توابع اسپلاین به صورت ترکیبی خطی از توابع پایه ای اسپلاین می پردازیم و برخی از ویژگی های آن را مورد بررسی قرار می دهیم. همچنین شکل خاصی از گره ها را در نظر می گیریم که سبب پدید آمدن ضرایبی کاربردی از ترکیب خطی توابع پایه ای اسپلاین می گردد. این شکل خاص ضرایب را در تقریب جواب چند معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی بکار می بریم. علاوه بر این از تابع اسپلاین مکعبی و توابع اسپلاین پایه ای مرتبه چهارم برای حل معادله موج در مختصات قطبی استفاده می کنیم. مقایسه نتایج عددی با جواب دقیق معادلات نشان می دهد که کاربرد توابع اسپلاین دارای خطای بهتری نسبت به روش تفاضلات متناهی مرسوم است، به علاوه پیاده سازی الگوریتم آن نیز عموما ساده تر از روش تفاضلات متناهی می باشد.

در این پایان نامه، روش توابع پایه ای شعاعی برای حل معادلات دیفرانسیل تاخیری یا تفاضلی تعمیم داده شده است. روش مذکور بر روی مثال های متعدد مورد آزمایش قرار گرفته و نتایج نشان می دهد که روش پیشنهاد شده کارآمد و ساده می باشد. هم چنین روش هم مکانی تیلور را معرفی می کنیم و به مقایسه روش توابع پایه ای شعاعی با روش موجود می پردازیم. واژه های کلیدی: روش توابع پایه ای شعاعی، معادله دیفرانسیل تاخیری، روش هم مکانی تیلور

در این پایان نامه، یک روش هم¬مکانی برای حل معادلات انتگرال و اینتگرو-دیفرانسیل خطی بیان می¬کنیم. این روش بر پایه¬ی توابع پایه¬ای شعاعی و به¬کار بردن صفرهای چند¬جمله¬ای لژاندر انتقال یافته به عنوان نقاط هم¬مکانی است. برای تأیید دقت و کارآمدی روش، نتایج عددی با جواب واقعی مقایسه شده¬اند.

روش آنالیز هوموتوپی توسط لیائو در سال 1992 پیشنهاد شده است. از این روش برای به دست آوردن جواب تقریبی انواع مختلف معادلات تابعی در علوم پایه، مهندسی و سایر علوم استفاده شده است. روش آنالیز هوموتوپی از چند جهت از سایر روشهای تحلیلی برتر است. نخستین علت تمایز این است که کلی تر از سایر روش ها می باشد، دلیل دیگر تمایز، کنترل ناحیه همگرایی روش می باشد. روش هوموتوپی مجانبی بهینه که اولین بار توسط مارنیکا در سال 2008 ارائه شده است یک روش تحلیلی-عددی جدید برای حل معادلات خطی و غیرخطی می باشد