二阶广义Emden-Fowler型延迟微分方程的振荡性分析
Oscillation Analysis of Second-Order Generalized Emden-Fowler-Type Delay Differential Equations
收稿日期: 2018-06-18
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Received: 2018-06-18
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作者简介 About authors
李继猛,E-mail:
研究了一类二阶广义Emden-Fowler型非线性延迟泛函微分方程的振荡性.利用广义双Riccati变换技术及一些分析技巧,在正则和非正则两种情形下获得了该方程振荡的一系列新准则,推广且改进了现有文献中的一些结果,并给出了3个实例来说明文中的主要结论.
关键词:
We study the oscillatory behavior of a class of second-order generalized EmdenFowler-type nonlinear delay functional differential equations in this paper. By using a couple generalized Riccati transformation and some necessary analytic techniques, we establish some new oscillation criteria for the equations under both the cases canonical form and noncanonical form, which deal with some cases not covered by existing results in the literature. Three examples are given to illustrate the main results of this article.
Keywords:
本文引用格式
李继猛.
Li Jimeng.
1 引言
的振荡性, (1.1)式中,
(H
(H
(H
(H
如果称函数
方程(1.1)含有许多典型的微分方程,如下列方程
定理A[2] 设方程(1.2)满足条件:
记
则方程(1.2)是振荡的.
定理B[3] 设方程(1.3)满足条件:
这里
对于非正则情形,有如下结论.
定理C[3] 设方程(1.3)满足条件:
并且有
显然,定理B和定理C中有限制条件"
由于不满足
本文的目的是利用双黎卡提(Riccati)变换技术及各种分析技巧来研究方程(1.1)的振荡性,在正则和非正则的情形下(即在条件(C
2 方程(1.1)振荡的判别定理
首先给出如下引理.
引理2.1[6] 设X, Y为非负实数,则当
引理2.2[7] 设X, Y为非负实数,当
引理2.3[8] 设
定理2.1 设条件(C
其中常数
证 反证法.设方程(1.1)存在一个非振荡解
注意到条件(C
因此,综合(2.2)和(2.3)两式,当
当
当
注意到记号
情形(a)
则
因为函数
其次,再作Riccati变换:
则
于是,综合(2.8)和(2.10)两式,并注意到(2.5)式,就有
两边从
这与(2.1)式矛盾.
情形(b)
于是由(2.7)式,并注意到(2.11)式的第1个式子,得
再作Riccati变换如(2.9)式,同(2.10)式的推导过程类似,注意到(2.11)式的第2个式子可得
于是,综合(2.12)和(2.13)两式,并分别注意到(2.5)式,可得
因此
这与(2.1)式矛盾.定理证毕.
由定理2.1可以得到以下一系列结果.
推论2.2 设条件(C
则方程(1.1)是振荡的.
证 在定理2.1中取
推论2.3 设条件(C
则方程(1.1)是振荡的.
证 当
即
于是
即(2.14)式成立,于是由推论2.2知,方程(1.1)是振荡的.
当
推论2.4 设条件(C
则方程(1.1)是振荡的.
证 当
两边同乘以
由此式不难看出(2.14)式成立,于是由推论2.2知,方程(1.1)是振荡的.
当
注2.1 由定理2.1看出,在
定理2.5 设条件(C
其中常数
(
证 反证法,设方程(1.1)存在一个非振荡解
(a)当
情形(a)
情形(b)
则
即
亦即
再定义函数
则
由于(2.5)式仍然成立,且
当
上式中
综合上述3种情形并注意到函数
将(2.24)式两边同乘以
即
此外,再次利用
因此,
同理可得
结合(2.26)和(2.27)两式,由(2.25)式就得到一个与(2.19)式矛盾的结果.定理证毕.
定理2.6 设条件(C
其中常数
证 同定理2.5的证明,可得(2.24)式,现将(2.24)式两边同乘以
整理得
这与条件(2.28)矛盾.定理证毕.
推论2.7 设条件(C
其中常数
证 在定理2.6中取
类似地,可得
推论2.8 设条件(C
例2.1 对常数
这里
所以由定理2.1知,当
注2.2 若用文献[10]的定理2.1来判定,则由于
所以当
例2.2 考虑二阶泛函微分方程(E
这里
所以定理2.1的条件均满足,故由定理2.1知,方程(E
例2.3 考虑Euler方程(E
其中
且当
所以由定理2.5知当
3 方程(1.1)振荡性的进一步说明
在上一节中的定理2.1中,由于有条件
和
利用与上一节完全类似的分析方法,可得方程(1.1)的如下振荡准则(限于篇幅,不作证明,仅列出结果).
定理3.1 设条件(C
其中常数
推论3.2 设条件(C
则方程(1.1)是振荡的.
推论3.3 设条件(C
则方程(1.1)是振荡的.
推论3.4 设条件(C
则方程(1.1)是振荡的.
定理3.5 设条件(C
推论3.6 设条件(C
参考文献
Oscillation criteria for second order delay differential equations
,
Note on the paper of Dzurina and Stavroulakis
,
广义Emden-Fowler方程的振动性
,
Oscillation criteria of generalized Emden-Fowler equations
中立型Emden-Fowler时滞微分方程的振动性
,DOI:10.3969/j.issn.1003-3998.2015.04.016 [本文引用: 1]
Oscillation for Emden-Fowler delay differential equations of neutral type
DOI:10.3969/j.issn.1003-3998.2015.04.016 [本文引用: 1]
中立型Emden-Fowler微分方程的振动性
,DOI:10.3969/j.issn.1003-3998.2017.06.006
Oscillation of the neutral Emden-Fowler differential equation
DOI:10.3969/j.issn.1003-3998.2017.06.006
Oscillation of higher-order quasi-linear neutral differential equations
,DOI:10.1186/1687-1847-2011-45 [本文引用: 2]
二阶广义Emden-Fowler型微分方程的振荡性
,DOI:10.3969/j.issn.1000-1190.2016.06.001 [本文引用: 1]
Oscillation of certain second-order generalized Emden-Fowler-type differential equations
DOI:10.3969/j.issn.1000-1190.2016.06.001 [本文引用: 1]
二阶Emden-Fowler型非线性变时滞微分方程的振荡准则
,
Oscillation criteria of second-order Emden-Fowler nonlinear variable delay differential equations
On oscillation of second-order nonlinear neutral functional differential equations
,
Oscillation criteria for second order quasilinear neutral delay differential equations
,DOI:10.1016/j.amc.2008.10.051 [本文引用: 2]
具有正负系数的二阶中立型时滞Emden-Fowler方程的振动准则
,
Oscillation criteria of second order neutral delay Emden-Fowler equations with positive and negative coefficients
/
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