基于变分方法的脉冲微分方程耦合系统解的存在性和多重性
Existence and Multiplicity of Solutions for a Coupled System of Impulsive Differential Equations via Variational Method
收稿日期: 2019-03-13
Received: 2019-03-13
作者简介 About authors
姚旺进,E-mail:
该文通过变分法研究一类带有p-Laplacian算子的脉冲耦合系统Dirichlet边值问题解的存在性和多重性.
关键词:
In this paper, we consider a class of coupled system of impulsive differential equations with p-Laplacian operator and obtain the existence and multiplicity of solutions of it with Dirichlet boundary conditions via variational method.
Keywords:
本文引用格式
姚旺进.
Yao Wangjin.
1 引言
该文考虑如下带有
其中
和
在文献[2]中, Chen-Tang研究了如下带有
其中
在文献[14]中, Wu-Liu第一次研究了如下脉冲微分方程的耦合系统
其中
在硕士论文[18]中,张然在第一部分研究一类带有
其中
受到以上文献启发,该文研究问题(1.1),考虑脉冲函数满足两类不同的超线性条件时,通过山路引理和对称山路引理,证明问题(1.1)弱解的存在性和多重性.
接下来建立如下条件:
(H1) (ⅰ)对所有的
(ⅱ)对所有的
(ⅲ)对所有的
(H1)' (ⅰ)存在常数
(ⅱ)存在常数
(H2)
(H3)存在
以及
(H3)'存在
以及
(H4)
在该文中,总假设
由以上条件,得到如下结论:
定理1.1 假设条件(H1), (H2), (H3)成立,则问题(1.1)至少存在一个弱解.
定理1.2 假设条件(H1), (H2), (H3), (H4)成立,则问题(1.1)有无穷多个弱解.
定理1.3 假设条件(H1)', (H2), (H3)'成立,则问题(1.1)至少存在一个弱解.
定理1.4 假设条件(H1)', (H2), (H3)', (H4)成立,则问题(1.1)有无穷多个弱解.
2 预备知识
这部分,先介绍下面需要用到的一些定义和引理.
定义2.1[11] ((PS)条件) 设
引理2.1[11] (山路引理) 设
(1)存在常数
(2)存在
那么
其中
引理2.2[11] (对称山路引理) 设
(1)存在
(2)对于
那么
在
假设空间
接下来,介绍Poincaré不等式:对任意
其中
引理2.3[2] 如果
由引理2.3可得如下引理.
引理2.4 假设
引理2.5[18] 对
取
和
左右两边,从
和
其中
同理可得
综上可得
和
由(2.1)–(2.2)式可得
若对于任意的
定义泛函
由
所以问题(1.1)的弱解就是泛函
引理2.6 假设条件(H1), (H2), (H3)成立,则泛函
证 令
由条件(H1), (H3)可知
所以
因为
因此
所以
可知,当
由(2.10)式可得
由(2.5)–(2.11)式可知:当
当
类似可得,在
3 主要定理及证明
首先先证明定理1.1.
证 由条件(H2)可知
故
由Sobolev嵌入定理可知:
令
取
因此
令
因为
接下来证明定理1.2.
证 显然,
由(2.3), (3.3)和(3.4)式可知
因为
接下来,证明定理1.3和1.4.显然,根据类似的方法,当满足条件(H1)', (H2), (H3)'时,可证得
证 显然,
因为
令
因为
最后证明定理1.4.
证 显然,
因为
参考文献
Three solutions for a p-Laplacian boundary value problem with impulsive effects
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Existence and multiplicity of solutions for second-order impulsive differential equations with Dirichlet problems
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