非线性共轭边值问题解的存在性与多重性

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ly2mm
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文利用非线性泛函分析中的拓扑度方法与临界点理论,主要研究了两类十分重要的非线性常微分方程共轭边值问题解的存在性与多重性,得到了新的结论。同时,也改进了以往的一些结果。 在第一章中,我们首先讨论了非线性二阶方程三点边值问题{-u″(t)=α(t)f(u(t)),0≤t≤1,u(0)=0,u(1)=βu(η)(1.1) 正解的存在性与多重性。其中η∈(0,1),0<β<1/η,f∈C([0,∞),[0,∞)),α∈C([0,∞),[0,∞)),并且至少存在一点t0∈[η,1],使得α(t0)>0。 进而首次提出了问题(1.1)的共轭边值问题{-u"(t)=γ(t)g(u(t)),0≤t≤1,t≠η,u(0)=u(1)=0,u+(η)-u-(η)=βu′(1)。(1.24) 同时,也讨论了其正解的存在性与多重性。其中g∈C([0,∞),[0,∞)),γ∈C([0,∞),[0,∞)),并且对于给定的c∈(η,1),至少存在一点t0∈[η,c],使得γ(t0)>0。 我们得到了问题(1.1)与(1.24)相应的Green函数之间的关系,从而将它们转化为Hammerstein型积分方程。通过线性积分转置算子的有关特征值性质,借助于相应线性问题的第一特征值,利用锥上的不动点指数理论,给出了问题(1.1)与(1.24)单个及多个正解存在的特征值准则,从本质上推进了三点边值问题的研究。 设λ为问题(1.1)相应线性问题的第一特征值,记f0=limx→0+f(x)/x,f∞=limx→∞f(x)/x。 假设条件为:(H1)f0<λ<f∞;(H2)f∞<λ<f0;(H3)f0>λ,f∞>λ,且存在r1>0和M1∈(0,σ1),使得当x∈[0,r1]时,f(x)≤M1r1;(H4)f0<λ,f∞<λ,且存在r2>0和M2∈(σ2,+∞),使得当x∈[μr2,r2]时,f(x)≥M2r2。 那么,第一章第一节的主要结论如下。 定理1.1.1当(H1)或(H2)成立时,问题(1.1)至少有一个正解。 定理1.1.2当(H3)或(H4)成立时,问题(1.1)至少有两个正解。 设λ为问题(1.24)相应线性问题的第一特征值,记g0=limx→0+g(x)/x,g∞=limx→+∞g(x)/x。 假设条件为:(H1)g0<λ<g∞;(H2)g∞<λ<g0;(H3)g0>λ,g∞>λ,且存在r1>0和M1∈(0,σ1),使得当x∈[0,r1]时,g(x)≤M1r1;(H4)g0<λ,g∞<λ,且存在r2>0和M2∈(σ2,+∞),使得当x∈[μr2,r2]时,g(x)≥M2r2。 那么,第一章第二节的主要结论如下。 定理1.2.3当(H1)或(H2)成立时,问题(1.24)至少有一个正解。 定理1.2.4当(H3)或(H4)成立时,问题(1.24)至少有两个正解。 在第二章中,我们首先利用与第一章类似的方法,研究了当非线性项相同时,四阶方程两点边值问题 {u(4)(t)=f(t,u(t)),0≤t≤1,u′(0)=u"(0)=u"(0)=0,u(1)=u(1)(2.1) 与其共轭边值问题{v(4)(s)=f(s,v(s)),0≤s≤1,v"(0)=0,v(1)=v′(1)=0,v"(1)=v(")(1)(2.2) 正解的同时存在性与多重性。其中f∶[0,1]×[0,+∞)→[0,+∞)为连续函数。 设λ为问题(2.1)相应线性问题的第一特征值,记(f)0=liminfx→0+minf0≤t≤1f(t,x)/x,(f)0=limsupx→0+max0≤t≤1f(t,x)/x,(f)∞=liminfx→+∞min0≤t≤1f(t,x)/x,(f)∞=limsupx→+∞max0≤t≤1f(t,x) 假设条件为:(H5)(f)0<λ<(f)∞;(H6)(f)∞<λ<(f)0;(H7)(f)0>λ及(f)∞>λ,并且存在常数r1>0,使得当t∈[0,1]及x∈[0,r1]时,f(t,x)<8/3r1; (H8)(f)0<λ及(f)∞<λ,并且存在常数r2>0,使得当t∈[0,1]及x∈[3-√3/4r2,r2]时,f(t,x)>8(3+2√3)/3r2。 那么,第二章第一节的主要结论为:定理2.1.1当(H5)或(H6)成立时,问题(2.1)与(2.2)同时存在正解。 定理2.1.2当(H7)或(H8)成立时,问题(2.1)与(2.2)同时存在两个正解。 其次,我们利用变分方法,将临界点理论中著名的P.S.条件、山路引理及偶泛函临界点定理等抽象结论具体应用于实际,研究了自共轭非线性四阶方程两点边值问题{u(4)(t)=f(u(t)),0≤t≤1,u(0)=″u(")(0)=0,u(1)=u"(1)=0(2.13) 解的存在性、非零解的存在性和无穷多解性。其中f∶R1→R1为连续函数。第二章第二节的主要结论如下。 定理2.2.5假设∫u0f(v)dv≤a/2u2+b(t)|u|2-γ+c(t),f∈[0,1],u∈R1。其中a∈[0,π4/16),b∈Lγ12[0,1],c∈[0,1],γ∈(0,2),则问题(2.13)至少存在一个解。 定理2.2.6假设下列条件成立,则问题(2.13)至少存在一个非零解。 (H9)存在μ∈[0,1/2)及M>0,使得|u|≥M时,F(u)=∫u0f(v)dv≤μuf(u);(H10)limsupu→0mf(u)/u<π4/16,liminfu→+∞f(u)/u>π4/16。 定理2.2.7假设f为奇函数,即f(-u)=-f(u),u∈R1。如果定理2.2.6中的条件(H9)成立,并且limsupu→0f(u)/u<π4/16,liminfu→+∞f(u)/u=+∞,则问题(2.13)必存在无穷多个解。
其他文献
本文通过对荣华二采区10
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
梯度投影方法自提出以来,由于它简单易行,计算的每一步都是显式迭代,而不必去解复杂的线性规划或二次规划问题,因此颇为人们注意。现在梯度投影方法已成为求解非线性规划问题的基
2011版《义务教育语文课程标准》中指出:“语文课程资源包括课堂教学资源和课外学习资源。”“自然风光、文化遗产、风俗民情、方言土语、国内外的重要事件、日常生活的话题
拉普拉斯变换的计算是重分形分析的一个重要组成部分,随机过程逗留时的矩母函数是逗留时的拉普拉斯变换.Dembo和Peres等学者讨论了非常返布朗运动和对称稳定过程的逗留时的矩母
本文讨论广义时滞Liénard方程(x)(t)+f(x(t))(x)(t)+g(x(t-r))=0的Hopf分支问题。首先对广义时滞Liénard方程已有的Hopf分支结果做了系统的总结和分析。然后,讨论了在不同分
1949年6月15日,北平成立了新政协筹备会。主任由毛泽东担任,副主任由周恩来担任。党和国家第一代领导人为新中国的成立作出了诸多的重大决策,留下了不朽的辉煌。 净化北平定
目前,对正交表行关系的研究,已经提出了许多的开问题,其中之一就是哪些正交表按行的关系可以形成结合方案及如何分类.目前不乏许多讨论由Kronecker和构造出的一些正交表的可图示
一、活动目的——彩1.跟爸爸妈妈学习包粽子,体验浓浓的亲情;2.了解端午节的来历、风俗以及端午的诗词,教育学生不忘中国的传统节日;3.培养学生对于知识的收集、整合能力以及
随着大数据时代的到来,我国大学教学模式也在发生着改变,英国文学作为我国文学类教学中的重点,也同样受到大数据时代的冲击,如何充分利用网络媒体及大数据来实现英国文学教学