微分方程边值问题解的存在性的研究 ——连续性方法在边值问题中的应用

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在本文的第二章,利用Leray-Schauder连续性定理,讨论了二阶方程u″=f(t,u,u′)+e(t)(2.1.1)三点边值问题与m点边值问题解的存在性。在边界条件u(0)=0,u(1)=αu(η)(2.1.2)下证明了(定理2.3.1,定理2.3.2及注2.3.1) 定理 设f:[0,1]×R2→R是连续函数,αη≠1,如果存在p(t),q(t),r(t)∈L1[0,1],使得|f(t,u,v)|≤p(t)|u|+q(t)|v|+r(t)且,其中,当αη<1时,c=1-η;当αη>1时,c=η(α-1),则边值问题(2.1.1)-(2.1.2)在C2[0,1]中至少存在一个解。该结果推广了文献[1]的工作。 当α≤1,e(t)∈C[0,1]时,给出了解的唯一性条件(定理2.3.3)。 在边界条件下,主要证明了 定理2.3.5 设f:[0,1]×R2→R是连续函数,并且,如果存在p(t),g(t),r(t)∈L1[0,1],使得|f(t,u,v)|≤p(t)|u|+q(t)|v|+r(t)且‖p‖L1+‖q‖L1<1/c,其中,当时,c=1/(1-α),当时,c=α/(α-1)。则边值问题(2.1.1)-(2.1.2)m在C2[0,1]中至少存在一个解。 第三章,利用连续性方法,讨论了三阶微分方程两点边值问题,其中f有分解,且为常数。 在边界条件w(0)=w(1)=w′(1)=0(3.1.2)下证明了 定理3.2.1 如果f还满足:(ⅰ)其中C,D为有界非负函数,a,b,c≥0,d∈R;(ⅱ)或,其中那么,边值问题(3.1.1)-(3.1.2)在C3[0,1]中有解。 在边界条件w(0)=w′(1)=w″(0)=0(3.1.3)下证明了 定理3.2.2 如果f还满足:(ⅰ)其中C,D为有界非负函数,a,b,c≥0,d∈R;(ⅱ)或那么,边值问题(3.1.1)-(3.1.3)在C3[0,1]中有解。
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