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本论文分为两部分。第二、三、四、五章研究一些非线性发展方程的自相似解;第六、七章研究非线性Schr(?)dinger方程及Schr(?)dinger-Boussinesq方程的低正则问题。一般地,考虑偏微分方程这里,α=(α0,……,αn)为多重指标,假设方程(1.1)具有这样的代数对称性:存在实数αi,b,对(?)λ∈(0,∞),若令则仍有对满足相似结构(1.3)的偏微分方程(1.1),我们考虑它的具有自相似结构的解,即(相似结构及其在方程中的应用可参见[4],[20])具体到非线性发展方程(令x0=t),设u(x,t)是下列诸类非线性方程的Cauchy问题的解,则分别是Cauchy问题(1.4),(1.5)将初值函数u0(x)换成λ2/αu0(λx)的解,是波动方程的Cauchy问题(1.6)将(u)(x),u1(x))换成(λ2/αu0(λx),λ1+2/αu1(λx))时的解, 定义 0.1(ⅰ)称u(x,t)是Schr(?)dinger方程的Cauchy问题(1.4)或热传导方程的Cauchy问题(1.5)的自相似解,如果(ⅱ)称u(x,t)是波方程的Cauchy问题(1.6)的自相似解,如果研究自相似解的经典方法是通过求解椭圆型方程的解来实现的。例如,就热传导方程而言,设V(x)是椭圆方程△v+玉二.:v+里v+v3=0, ZZ第一章摘要 (1 .10)的解,则试二,约=。一去v(t一告幻是(l .9)的自相似解.其中称v是。的波阵面.当。=1时,常微分方程(1 .10)相对来说容易研究;当n全2时,通过椭圆方程(例如(1.10))来求解自相似解是件困难的事.然而,借助于调和分析方法可以研究非线性发展方程的自相似解.事实上,设方程(19)的初始条件 二(x,0)二。。(x),(1 .11)满足 入。。(入x)==。。(x),且热方程(1.9)的Cauchy问题(1.n)在某个合适的Banach空间中适定,若记(1.9),(1.U)的解是。(x,t),则由唯一性可知。(x,约就是自相似解. 自相似解的适定性问题能否在经典的适定性框架下加以解决?一般地,对抽象Cauchy问题 “‘+A”=F(“),。(o)=必(二),价cX,(1 .12)适定性的研究是通过其积分方程·(。)一,+芜‘一‘卜·,‘F(·)(·)、,,。X,(1 .13)来实现的.确定基本工作空间的原则是:。一tA在x中生成C0半群,即对v价。X,e一以价任C(I;X),I=R或R+.由Minlin一H6rmander乘子定理(见【3」),对Schr6dinger方程,波动方程而言,x=H‘(R勺,。cR;对热传导方程而言,X=H”,3〔R,1<p<co.具体到非线性问题时,已有的结果表明,当X是临界或次临界空间时,间题(1.12)或(1.13)在C(无X)中局部适定.对于Schr6dinger方程、热方程、波动方程而言,齐次临界空间满足 }I。。(x)11分二。=11*荟。。(*x)11方:。,v*>o, 11。。(x)11方。。.;=11入誉。。(*x)l!方二。.p,v入>o,vi<;<co, l}。。(x)11方:。=11*荟。。(入x)日户。。,v入>o,由此可得s。二晋一景,s。=登一号,8。=晋一孚当。>s。时,分别称H‘,HS)P,H‘为对应于三类方程的次临界空间,反之则为超临界空间. 取自相似解初始条件的一个特例tL。(x)=}二}一荟,按照经典适定性研究的要求应有。。(x):方一,。。一要一兰,sohr6d,nger方程, ‘Q”o(x)。H‘。,p, 2二、一一,热万程.(1 .14)(1 .15) 一一几一P 一 以 S下面仅验证(l .14)不成立.事实上由公。(劫二。圈卜“可知 r凶rZ,+111”。(x)11升一jR。l“I’‘“’}“。(“)I,“一艺22‘。’关,l“。(“)l“‘一co· J=一。。一因此经典的结果不能用于形如二。(:)=}:}一景的cauchy间题(l .4),(l .5)的研究.为此需将Cauchy问题(1.4),(1.5),(1.6)适定性的概念推广,即推广连续依赖的概念,保留唯一性,以达到求解自相似解的目的。 注意到Cazenave,tVeissler,Ribaud,YOussifi,Peeher等人关于Sehr6dinger方程,热方程,波动方程的工作113」,!141,{45」,【47],【49〕,我们在第二章中考虑了复Ginzberg一Landau(CGL)方程的Cauchy问题二:一:△二一乞△二+(a+乞乙)}。}。。=O, 。(x,O)=。。(x).的衰减估计,给出解在空间(1 .16)通过建立s:(。)=。“‘△e“△ xs,;={二任S‘(R几xR+SUP七>0t月(,,,)}}。(x。t)}}方。,,<oo}中的存在唯一性,从而当初始函数。。(x)同时满足 。。(二)=入号二。(*x),I}又(。)。。I!二。,,<<1,(217)时,cauchy问题在X,,;中有唯一的自相似解。 定理住1设。任U,“任Ja,,任△,p=瑞石,则存在依赖于‘的常数拭的>0,使得当 1}凡(t)二。{}x。,;<占(:),时,cGL在X、;中有唯一的解试t,x)满足, 1{二(亡)日x,,;<2咨(。).这里U,Ja,△表示指标的范围