二阶非线性中立型时滞微分方程的振动性
Oscillation of Second Order Nonlinear Differential Equations with Neutral Delay
收稿日期: 2017-08-15
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Received: 2017-08-15
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该文研究一类二阶非线性中立型时滞微分方程的振动性,利用双Riccati变换和不等式技巧,得到了所研究方程一切解振动的若干新的充分条件.所得结果推广、改进和统一了最近文献中关于半线性、非线性泛函微分方程和广义Emden-Fowler方程的振动定理.同时也给出了主要定理的相应示例.
关键词:
In this paper, the oscillatory behavior of solutions to a nonlinear second-order neutral differential equation is to study. Using double Riccati transformation and the technique of inequations, some new sufficient conditions are obtained for the solutions of all oscillations and the results generalize, improve and unify the oscillation theorems of half linear functional differential equations, nonlinear equations and generalized Emden-Fowler type equations in the literature recently. At last, some examples are given to illustrate the effectiveness of our results.
Keywords:
本文引用格式
仉志余, 俞元洪, 李淑萍, 乔士柱.
Zhang Zhiyu, Yu Yuanhong, Li Shuping, Qiao Shizhu.
1 引言
本文研究二阶非线性中立型时滞微分方程
其中
本文将用到下列条件
(A
(A
(A
其中
(A
函数
本文在条件(A
和
的振动性,文献[2]证明了如下结果.
定理1.1 设条件(A
其中
对二阶半线性中立型方程
文献[6]研究了广义Emden-Fowler中立型方程
其中
其中
其中
在保留Emden-Fowler型方程本质属性的前提下,本文将利用双Riccati变换法建立含一般非线性导数项方程的振动准则.所得结果与文献[24-25]的互不包含,同时推广、改进和统一了文献[1-7, 23]中的相关结果.本文所得结果既适合于线性方程
2 主要结果
定理2.1 设条件(A
其中
则方程
证 假设
(对
因此,
积分上式,并由
这与
其中
此时,定义双Riccati变换函数
则易知,
和
又由
从而又有
下面分三种情况讨论(2.5)式.
(ⅰ)
(ⅱ)
由
(ⅲ)
代入
联合(2.7)–(2.9)式,对任意
其中
由(2.1)式确定.
对(2.10)式乘以(2.1)式中的
注意到上式右端积分中
容易得到
其中
在定理2.1中取
推论2.1 设
成立,则方程
显然,关于线性方程
的Leighton振动定理[21]是推论
易见,当
推论2.2 设条件(A
则方程
不难看出,定理
对方程
推论2.3 设(A
或
成立,其中
当
推论2.4 设(A
显然,由推论2.4知,本文定理2.1已包含并改进了文献[23]的定理2.2,因为那里要求相当于
注2.1 综上所述,本文定理
例2.1 考虑方程
其中
对应于方程
即
满足条件(A
易得
故由定理
注2.2 易见方程(E
下面再给出当
立即可得如下振动准则.
定理2.2 设条件(A
其中
证 假设
其中
其中
另一方面,对于这个
令
但是,利用不等式(2.11),其中令
显然, (2.21)式与(2.20)式矛盾.故方程(1.1)无非振动解.定理2.2证毕.
例2.2 考虑带超线性或次线性项的中立型广义Emden-Fowler方程
其中
这里有
于是条件(A
因此
下面建立方程
令
其中
定理2.3 设(A
其中
证 假若方程(1.1)存在非振动解
其中
在(2.25)式右端积分中代入(2.14)式并利用(2.11)式,可以得到
其中
推论2.5 设条件(A
则方程
例2.3 考虑超线性中立型方程
其中
对应于方程
从而条件(A
由
于是知
因此知
称方程
定理2.4 设条件(A
若存在某个常数
其中
证 假若方程(1.1)存在非振动解
这与
因为
将上式代入方程(1.1),得
注意到
再定义双Riccati变换函数
则有
下面分三种情况讨论(2.34)式.
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
又由(2.32)式知,当
由条件(A
联合(2.35)–(2.37)式,对任意的
其中
用
利用不等式(2.11)和(2.39)式,则有
其中
下面证明(2.40)式右端有界.事实上,在上述(iii)中已证
上式对
当
另一方面,当
即
注意到
因此, (2.40)式右端同样有界.
故对任意
注2.5 文献[2, 5, 6, 23]仅对方程
例2.4 考虑中立型方程
其中
这里有
事实上,此时有
因此,
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