【摘 要】
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自从Schr(?)dinger在1860年量子力学中提出了Schr(?)dinger方程以来,对Schr(?)dinger方程的研究一直没有停止过,因为许多物理现象的数学描述都可归结为Schr(?)dinger方程,如非线性光学、等离子物理、流体力学[21]等;在方程形式上,从线性Schr(?)dinger方程到非线性Schr(?)dinger方程;在处理方法上,用能量模估计、压缩映象原理和Fou
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自从Schr(?)dinger在1860年量子力学中提出了Schr(?)dinger方程以来,对Schr(?)dinger方程的研究一直没有停止过,因为许多物理现象的数学描述都可归结为Schr(?)dinger方程,如非线性光学、等离子物理、流体力学[21]等;在方程形式上,从线性Schr(?)dinger方程到非线性Schr(?)dinger方程;在处理方法上,用能量模估计、压缩映象原理和Fourier变换调和分析等;在方程解空间上,研究有界区域、n维欧氏空间、周期性有界区域和混合区域等,并且结合从低维向高维推广。一方面由于Schr(?)dinger方程的非线性项形式比较单一,另一方面就其物理意义来讲,背景丰富,所以对其作纵向的深入的研究显得很有意义也很有必要。 目前主要研究非线性Schr(?)dinger方程,对于数值型的非线性Schr(?)dinger方程(简记为NLS)iut+Δu±|u|p-1u=0已经有很多结论[4,5,6等]。当取“一”号时方程为defocusing情形,解在H~1(Rn)中的整体存在性很容易通过能量模估计得到,当取“+”号时方程为focusing情形,对这一形式的方程讨论得较多。当p<1+4/n时,方程在H~1(Rn)中有整体解,而当p≥1+4/n时,有局部解存在并且在适当的初值条件下存在解的爆破。有意思的是对p≥1+4/n解整体存在条件的讨论。[4]巧妙运用变分法获得Gagliardo-Nirenberg不等式的最佳常数从而给出了在p=1+4/n临界状态下解整体存在的充分条件。[14,15]用压缩映象原理粗略说明在初值充分小的条件下解的整体存在性,但遗憾的是未能明确充分小到什么程度。对于爆破解的爆破速度至今未有漂亮的结果,只是一般地估出爆破上、下界,爆破点的构造已由Merle[19]给出。而后Bourgain[18]等人又从Rn空间转移到周期性有界域讨论,如T~1=R~1/Z~1,他们主要是利用调和分析的方法用Fourier变换将求导的过程转化为升幂的过程。最近H.Takaoka[17]等人又将问题转移到混合域上,在二维R~1×T~1上进行讨论,利用L~4-L~2形的Strichartz’不等式获得解在L~2空间的整体存在性。其实早在1983年,Fordy和Kulish[8]已经首先将NLS推广到向量值,从而产生矩阵非线性Schr(?)dinger方程,简记为MNLS,它可以看作是Schr(?)dinger方程组。尽管MNLS这一说法提得很早,但具体做这方面的文章还是近期的事。而且主要是对低维的情况讨论解的整体存在性、周期解的存在等等。本文主要就是以NLS为基础将NLS中的重要结论加以推广到MNLS。另外,就是想研究解的爆破速度,因为关于解的爆破速度这方面的内容在抛物型方程、双曲型方程等中都有讨论,但笔者查阅了近三年的《中国数学文摘》和《Mathematics Review》没有发现以具体研究NLS爆破速度为核心的文章,尽管在其它一些文献中有一些隐性的结论,所以这是一个较好的课题。但由于受空间维数增高的限制,关于爆破速度的讨论开展地不全面,笔者也希望能够在今后不断地深入学习中找到新途径发展新思维。此文对已有的NLS中的有关结论作了推广,使我们有理由猜想关于解的渐近性态等结论也可以作相应推广,于是连带产生的课题比较多。另外对爆破速度的研究将对物理学及实际应用有一定的促进作用。这里我们考虑具有三次非线性项的矩阵非线性Schr(?)dinger方程初值问题解的存在性、唯一性华冬英--一矩阵非线性schr6ding叮方程解的爆破及解的爆破性质,并且给出了在H’(R’’)中解在有限时间爆破的充分条件以及n=3时解的爆破速度下界。另外,如果爆破现象出现,那么解的某些扩一范数也在此有限时间海破,从而对于一般数值型iu‘二一△。一回p一,。(p=3)形式的非线性Schr浏inge二方程的结果同样可推广到矩阵非线性Schrsdinger方程。
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