Kirchhoff型方程有关的非线性方程多解的存在性
Multiple Solutions for Nonlinear Equations Related to Kirchhoff Type Equations
收稿日期: 2019-01-30
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Received: 2019-01-30
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该文研究如下Kirchhoff型方程
其中
关键词:
In this paper, we will discuss the following Kirchhoff equation
where
Keywords:
本文引用格式
梁文翠, 张正杰.
Liang Wencui, Zhang Zhengjie.
1 引言
本文研究如下Kirchhoff型方程
其中
当
这类方程是由Kirchhoff在文献[3]中提出的关于时间
该方程是考虑横向振动引起的弦长变化拓展了弹性弦自由振动的经典D'Alembert's波动方程,其中
通常运用变分方法求问题(1.1)的解,也就是研究相应变分泛函
的临界点.
由于区域的无界性导致Sobolev嵌入紧性的消失以及泛函
定理1.1 假设
(1)存在常数
(2)存在序列
(3)存在
这里
则存在正数
2 本文的几个重要引理及定义
在本节中,我们简单介绍扰动方法及预备引理.首先在问题(1.1)中,若
因此问题(1.1)可看成是问题(2.1)的一个扰动,由变分方法知问题(2.1)的解对应于泛函
的临界点.
令
则问题(1.1)的解对应泛函
由问题(2.1)的特征,我们知
(1)
(2)对于任意的
由于问题(1.1)的解就是
为了证明本文的主要结果,我们首先引用以下几个引理.
引理2.1 (正对称解的唯一性) 存在唯一的关于坐标原点对称的正对称解
并且这个唯一正径向对称解
其中
我们定义线性算子
对于所有
引理2.2 对于引理2.1中的正径向对称解
这两个引理的证明参见文献[4].
事实上,若
是问题
为了寻找
引理2.3 存在
证 首先对任意给定的方程(2.1)的解
即
因为
这里
为了证明引理,我们把方程(2.4)投影到
这里
引理2.3证毕.
定义2.1
引理2.4 对充分小的
证 令
记:
对于上述泛函
事实上,由于
从而
3 主要定理的证明
在本节我们运用前面的引理对本文的主要结果进行证明,为了求问题(1.1)的解,就是求相应的变分泛函的临界点,由扰动方法及上述引理可知,就是求
定理3.1 若
证 因为
这里
由Hölder不等式,可得
因为
对于
这里
因此我们有
定理3.1证毕.
定理3.2 假设
这里
证 由条件(1)我们有
另一方面,对于任意
由于
由
所以
由
所以
由上面可以得出
而
因此当
定理1.1的证明 由前面的引理可知,问题(1.1)的解就是其能量泛函
由前面的所讨论的内容知问题(1.1)的解就只要求
参考文献
Homoclinics:Poincaré-Melnikov type results via a variational approach
,
On some questions in boundary value problems of mathematical physics
,DOI:10.1016/S0304-0208(08)70870-3 [本文引用: 1]
Sur une classe d'équations fonctionelles aux dérivés partielles
,
A certain class of quasilinear hyperbolic equations (in Russian)
,
Concentrating bounded states for a class of singularly perturbed Kirchhoff type equations with a general nonlinearity
,
/
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