关于两类Hamilton系统解的存在性和多解性

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本文主要考虑如下两类Hamilton系统(P1)和(P2):J(·u)(t)+▽H(t,u(t))=0 a.e t∈[0,T],(P1)其中J是标准的(2N×2N)-辛矩阵J=(ON IN-IN ON),H(t,x)∈C1(R×R2N,R),对每一个x∈R2N关于t是T-周期(T>0).△2u(t-1)+▽F(t,u(t))=0,t∈Z,(P2)其中△u(t)=u(t+1)-u(t),△2u(t)=△(△u(t)),F:Z×RN→R,F(t,x)对每一个t∈Z关于x是连续可微的,对每一个x∈RN关于t是T-周期的,T是正整数,Z是整数集,▽F(t,x)是F(t,x)关于x的梯度.   本文主要通过临界点理论中的极大极小方法,得到了具有部分周期位势的一阶Hamilton系统(P1)次调和解的存在与多解性及二阶离散Hamilton系统(P2)周期解的存在与多解性.主要结果如下:   定理1假设H(t,x)满足如下条件:(H1)H关于xi1,…,xip是周期函数;(H2)存在g∈L2/1-α([0,T];R+),h∈L2([0,T];R+)及α∈[0,1)使得|▽H(t,x)|≤g(t)|x|α+h(t),(A)x∈R2N,a.e. t∈[0,T];(H3)存在[0,T]的子集G且meas(G)>0及f∈L1(0,T;R)使得H(t,x)≥f(t),(A)x∈R2N,a.e. t∈[0,T];lim|PB(x)|→∞H(t,x)/|x|2α=+∞对(t,PAx)∈G×A一致的成立,PA(resp.PB)是R2N到A(resp.B)上的投影算子,这里R2N=A(+)B,A=span{ei1,…,eip},B=span{eip+1,…,ei2N},其中(ei)1≤i≤2N是R2N中的标准规范基,0≤p≤2N-2.则对所有的k≥1,问题(P1)至少存在p+1几何上不同的kT-周期解w1k,…,wp+1k并满足当k→∞时‖wik‖∞→∞,其中‖w‖∞=sup|w(t)|,i=1,2,…,p+1.   定理2假设存在整数r∈[0,N]使得(F1)F(t,x)关于xi(1≤i≤r)是Ti-周期的;(F2)存在常数M1>0,M2>0和θ∈[0,1)使得|▽F(t,x)|≤M1|x|θ+M2,(A)(t,x)∈Z[1,T]× RN,其中Z[a,b]:=Z∩[a,b]对每一个a,b∈Z且a≤b;(F3)当x∈{0}× RN-r且|x|→∞时,|x|-2θ∑Tt=1 F(t,x)→+∞.则问题(P2)至少存在r+1个几何上不同的周期解.   定理3设F满足(F1),(F2)及(F4)当x∈{0}× RN-r且|x|→∞时,|x|-2θ∑Tt=1 F(t,x)→-∞.则问题(P2)至少存在r+1个几何上不同的周期解.   定理4设函数F满足(F1)和(F5)lim|x0|→∞▽F(t,x)=0关于t,x1,…,xr一致的成立,(F6)lim|x0|→∞▽F(t,x)=0t,x1,…,xr一致的成立,其中x0=(xr+1,…,xN),则问题(P2)至少存在r+1个几何上不同的周期解.   推论1设F(t,x)关于xi,1≤i≤ N分别是Ti-周期的,则问题(P2)至少存在N+1个几何上不同的周期解.
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