含Φ-Laplace算子和凹凸非线性项的拟线性椭圆型方程正解的分歧性
Bifurcation of Positive Solutions for Quasilinear Elliptic Equations with Φ-Laplacian Operator and Concave-Convex Nonlinearities
Received: 2019-10-15
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该文利用临界点理论、截断技巧和比较原理,研究了一类含Φ-Laplace算子和凹凸非线性项的拟线性椭圆型方程正解关于参数
关键词:
In this paper, we study the bifurcation of positive solutions about parameter
Keywords:
本文引用格式
王明旻, 贾高.
Wang Mingmin, Jia Gao.
1 引言
考虑如下具有
其中
作者Azorero等[5]利用局部极小化方法和山路定理研究了当
关于拟线性椭圆型方程解的分歧性的研究,一个具有代表性的结果是由Marano等[6]给出.当
作者利用临界点理论、截断技巧和比较原理研究了当
本文的目的是探究问题(1.1)的正解随参数
现在给出函数
(
(
(
(
进一步,假设
(
其中
由条件
在叙述本文的主要结果之前,先定义下列几类集合
其中
定理1.1 设
定理1.2 设
定理1.3 设
2 预备知识和基本引理
记
记
记
根据
设
这样,得到
设
注2.1 在条件
下面给出本文需要的几个基本引理.
引理2.1[2] 设
则对于任意
引理2.2[2] 设
则对于任意
众所周知,寻找问题(1.1)的非负弱解等价于求泛函
的临界点,其中
引理2.3[11] 设
引理2.4[11] 设
引理2.5[12] 设
3 定理1.1的证明
本节的主要工作是证明定理1.1,先给出几个关键引理.
引理3.1 设
证 设
由文献[13]推得
所以,
在(3.1)式两边同时加上
因为
定义
为了验证
与问题(3.3)对应的能量泛函为
其中
引理3.2 设
证 给定
由(3.5)式易得,存在
又由(3.4)式, (3.6)–(3.8)式和注2.1,当
由此推得
由(3.7)式知
即
取测试函数
在上式中,由于
即算子
引理3.3 设
证 首先,证明当
一方面,由引理2.2,对
由
因为
且当
由山路引理,便存在
取
其次,考虑如下截断函数
此时能量泛函
其中
容易验证泛函
在(3.15)式中取
取
由
最后,验证若
由
利用上述引理结合引理2.4容易得到下面推论.
推论3.1 设
引理3.4 设
则
此引理的证明是初等的(参见文献[16]).
引理3.5 设
证 首先,由简单的计算,有
利用Young不等式和引理3.4,当
其中
类似地,如果取
取
引理3.6 设
证 给定
此时能量泛函
其中
重复引理3.3的证明方法,则存在极小值点
因此
则有
存在正解
现在,我们断言
则有
因此,由(3.22)式可推出
引理3.7 设
证 令
此时能量泛函
其中
作另一截断函数
此时能量泛函
其中
考虑截断函数
此时能量泛函
其中
注意到
则有
设
引理3.8 设
证 设
由引理3.3,有
对(3.23)式取测试函数
通过计算可得
由于
由
注意到
下面将分两种情况证明
情形1 若
因此可得
情形2 若
由插值不等式,得到
由条件
于是,存在
在(3.23)式中取
注意到算子
因此
定理1.1的证明 根据引理3.7,对每一个
4 定理1.2的证明
首先,考虑下列Dirichlet问题
易知(4.1)式对应的能量泛函为
在(4.2)式中取
下面我们证明由(4.2)式给出的
引理4.1 设
证 定义
我们断言映射
又因为
由Fatou引理,易知
因此
对任意
此时能量泛函
其中
从而
定理1.2的证明 首先,我们有
重复引理3.7的证明,存在
由引理4.1,对任意的
5 定理1.3的证明
若
设
最后,我们断言
参考文献
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