一类非线性Schrödinger方程三种类型的解
Three Types of Solutions for a Class of Nonlinear Schrödinger Equations
收稿日期: 2018-09-27
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Received: 2018-09-27
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该文考虑了等离子体中出现的一类非线性Schrödinger方程基态解、振荡解以及孤波解的存在性及其渐近行为.
关键词:
In this paper, the existence of ground state, oscillation solution and soliton solution of a class of nonlinear Schrödinger equations in plasma are considered.
Keywords:
本文引用格式
梅艳芳, 王友军.
Mei Yanfang, Wang Youjun.
1 问题背景及主要结论
考虑下列一类非线性Schrödinger方程
在方程(1.1)中令
当
本文讨论方程(1.2)当
以下均考虑
我们有下列结论:
定理1.1 假设
(ⅰ)
(ⅱ)当
(ⅲ)
此外,在平移意义下,该基态解是唯一的且
注1.1 在方程
定理1.2 假设
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
则方程
上述两个定理的证明类似于ODE方法中的打靶方法,关键点是对方程(1.3)初值条件中初始值的选取.而这依赖于
本文最后讨论下列方程
其中
我们考虑方程(1.4)的孤波解,即在方程(1.4)中令
其中
定理1.3 假设
其中
2 定理的证明
为了证明本文定理,需要下面的Cauchy-Kowalevski局部存在性定理[7]:
定理2.1 (Cauchy-Kowalevski定理) 设
在
定理1.1的证明 令
首先证明上述柯西问题(1.3)和(2.1)在
先证
把
下面证
(ⅰ)由于
(ⅱ)由于
(ⅲ)由上述讨论知
最后证明在平移意义下,该基态解(即满足性质(ⅰ)–(ⅲ))是唯一的.假如
由于
解(2.4)式得
当
在证明定理1.2之前,先介绍一个引理.
引理2.1[8] 设
定理1.2的证明 类似于定理1.1的证明,方程(1.3)满足初值条件
下面证明该局部解可以延拓到
故
(ⅰ)当
令
则
在条件(ⅰ)–(ⅲ)其中之一条件下,一定存在一个常数
(ⅱ)当
令
这里
其中
结合(ⅰ)和(ⅱ),由引理2.1可知,
定理1.3的证明 考虑方程
(1)当
由于对一切
于是
下面对
(ⅰ)
(ⅱ)
令
这里当
对
另一方面,在方程(1.5)两边乘以
由上述对
根据(2.8)式,有
在不等式
在任意有限区间
(2)当
积分可得
由(2.8)式有
从而
在任意有限区间
综合上述两种情况可知,对
进一步,不妨考虑
若
或者
因此在
参考文献
Self-focusing of short intense pulses in plasmas
,DOI:10.1063/1.866349 [本文引用: 1]
Relativisti and charge-displacement self-channeling of intense ultrashort laser pulses in plasma
,
Relativistic self-focusing and channel formation in laser-plasma interactions
,
Global existence of small solutions to a relativistic nonlinear Schrödinger equation
,DOI:10.1007/s002200050191 [本文引用: 1]
On the local well-posedness of quasilinear Schrödinger equations in arbitrary space dimension
,DOI:10.1081/PDE-120002789 [本文引用: 1]
Stability of stationary waves for a quasilinear Schrödinger equation in dimension 2
,
Stationary, oscillatory and solitary wave type solution of singular nonlinear Schrödinger equations
,DOI:10.1002/mma.1670080136 [本文引用: 1]
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