N维外区域中带变系数非线性项的半线性波动方程解的爆破
Blow up of Solutions to Semilinear Wave Equations with Variable Coefficient for Nonlinearity in an N-Dimensional Exterior Domain
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收稿日期: 2020-01-8
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Received: 2020-01-8
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该文考虑N(N≥2)维外区域中一类具有变系数非线性项的半线性波动方程的外问题,主要研究解的爆破和生命估计.基于文献[
关键词:
In this paper, we are concerned with the N(N ≥ 2)-dimensional exterior problem for a class of semilinear wave equations with variable coefficient nonlinearity. We mainly consider the blow up and lifespan of the solutions. Base on [
Keywords:
本文引用格式
黄守军, 王娟.
Huang Shoujun, Wang Juan.
1 引言
本文考虑如下外区域中具有变系数非线性项的半线性波动方程
其中
半线性波动方程一直以来都是热点问题. John在文献[1]中第一次提出如下半线性波动方程
式中
对于半线性波动方程的外区域问题,也有很多研究.在文献[10]中, Sobajima和Wakasa考虑了如下外区域中的半线性波动方程
其中
Zhang[18]考虑了如下带变系数非线性项的半线性波动方程
证明了当
2 主要结果
定义2.1 我们称
其中
定义2.2 LifeSpan(u)称为初边值问题(1.1)的解的最大存在时间,即
定理2.1 设
那么
这里
定理2.2 设
那么
这里
注2.1 由文献[1]可知,当
这里
比较方程(1.2)和(1.4)的结果可发现,方程(1.4)中
3 主要结果的证明
选取如下截断函数
定义3.1 对于
其中
同时令
为了完成本节的证明,需要如下引理.
引理3.1[19] 设维数
(ⅰ)如果
(ⅱ)存在正常数
(ⅲ)存在正常数
(ⅳ)存在正常数
下述引理由文献[19]给出,但是论述不够清楚,为了后面讨论方便,我们给出详细的证明.
引理3.2 设维数
那么
证 令
则由文献[20]的讨论可得
令
对于
令
于是
对上式在
令
如果函数
引理3.3 设维数
(ⅰ)如果
(ⅱ)存在正常数
(ⅲ)存在正常数
(ⅳ)存在正常数
引理3.4 设维数
那么
证 令
则由文献[20]的结果,可得
令
对于
令
上式意味着
对上式在
令
如果
如果
于是,引理3.4得到证明.
本节我们将给出本文主要结果定理2.1和定理2.2的证明.
定理2.1的证明 当
取
其中
由假设(2.1)式,当
所以存在
而
于是
令
定理2.2的证明 当
取
其中
由假设(2.2)式,当
所以存在
而
于是
取
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