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在这篇文章中,我们主要研究四阶微分方程Neumann边值问题:两个变号解的存在性.论文分三章:第一章为引言;在第二章中,我们介绍了一些预备知识,证明了一些引理,并且用拓扑度理论,变分方法和无穷维Morse理论得出了方程(1.1)至少有一个正解,一个变号解,进一步用临界群计算出了第一个变号解的不动点指数,这个结果用传统的临界点理论和不动点指数理论是无法得到的;在第三章中,我们应用第二章的结论,通过简单的计算,得到了第二个变号解的存在性.
近年来,许多作者研究了四阶微分方程Drichlet边值问题:?得到了许多好的结果,如[5,9,12,13].但是很少有人研究方程(1.1).主要的原因有三方面: (1)如果用传统的拓扑度理论,则与研究方程(1.1)没有本质的区别, (2)很难应用传统的变分方法把方程(1.1)转化成H<,0><,2>[0,1]中的泛函来研究, (3)对孤立临界点的性质缺乏更进一步的描述.在这篇文章中,我们用K<2>的平方根算子和Morse理论避免了上述三个方面的困难,得出了用传统的拓扑度理论无法得到的结果.本文的另一创新之处在于非线性项_厂在无穷远点是跳跃的,这使得我们无法应用普通的方法来证明P.S条件.
在文[4]中,作者在较强的条件下(f在无穷远点是非跳跃且次线性的)证明了方程(1.1)至少有一个正解,一个变号解和另外一个非平凡解.本文在较弱的条件下证明了第二个变号解的存在性,这是本文的又一创新.
我们总假设.厂满足下面的条件: (f<,1>)f∈C<1>([0,1]×R,R)且,是递增的; (f<,2>)对任意的t∈[0,1],f(t,0)=0,且对某个k≥2,有λ<,k>(t,0)<λ<,k+1>; (f<,3>)lim sup<,u→>+∞ f(t,u)/u<λ<,1>,对t∈[0,1]一致成立; (f<,4>)<λ<,1>-∞ f(t,u)/u≤lim sup<,u→>-∞ f(t,u)/u<+∞,对t∈[0,1]一致成立;
这里λ<,k>是方程(1.1)的特征值,λ<,k>>0,k∈N.
下面,我们介绍本文的主要结果定理1.1.假设(f<,1>)-(f<,4>)成立,则方程(1.1)至少有一个正解,两个变号解