一类分数阶p-Laplace方程基态解的存在性及其渐进行为
Existence and Asymptotic Behavior of Ground State for Fractional p-Laplacian Equations
Received: 2020-05-26
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In this paper, existence and asymptotic behavior of a fractional p-Laplacian equation with biharmonic potential and critical nonlinear was considered. First, variational method is used to obtain the existence and nonexistence of ground state under different parameter β. Then, the technique of energy estimates was used to get the asymptotic properties of ground state as parameter β tends to critical case.
Keywords:
本文引用格式
韩娅玲, 向建林.
Han Yaling, Xiang Jianlin.
1 引言
本文考虑如下含调和位势和非线性项指数为质量临界情形的
其中
其中
如果
若
研究方程(1.1)基态解的存在性, 可以考虑如下极小化问题
其中
对
空间
设
因此当
定义
的径向基态解.针对问题(1.2)极小解的存在性, 本文结果如下:
定理1.1 (1)如果
(2) 如果
(3) 如果
利用细致的能量估计, 进一步可得基态解的渐近行为如下:
定理1.2 假设
则任意满足当
本文中, 不加特殊说明的情形下,
2 准备工作
相似文献[1]中紧性引理的证明, 可以得到如下嵌入紧性定理.
引理2.1 假设
引理2.2 设
其中函数
证 由文献[13], 对
上式结合Hölder不等式可得
令
设
即
取
则
上面公式显示
利用文献[6]中关于
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ) 对任意
(ⅳ) 若
进一步可得
这意味着序列
即
由(2.4)式, 可进一步推导得
从而
代入
令
假设函数
进一步, 利用Pohozaev恒等式和方程(2.5), 通过计算可得
引理2.2得证.
引理2.3 设
其中
证 由引理2.2中的Gagliardo-Nirenberg不等式结合Young不等式可知
设
设
令
其中
引理2.4 若
证 利用引理2.2中的Gagliardo-Nirenberg不等式有
上式结合引理2.3可得
其中
即
结合引理2.3可得
其中
3 定理证明
定理1.1的证明 对任意的
由
(1) 当
设
结合(3.1)式可得
由此可知
由引理2.1, 存在序列
进一步可知
即
(2) 当
通过计算并利用(2.6)式可知
进一步
这意味着当
若
而由(3.1)式有
即
故
(3) 的证明.由(3.1)式可知当
因此可得
定理1.2的证明 设
设
设
再由引理2.4可得
取序列
另一方面, 由于
其中Lagrange乘子
上式结合引理2.3和引理2.4可得存在一个常数
进一步, 由定义可知
因而函数
对每个
由方程(3.7)可知
而由
进一步, 利用下述不等式:对任意的
其中
因此在空间
进而由文献[2]中极大值原理可得
由
设
将
由(3.11)和(2.6)式, 且
结合(3.10), (3.12)和(3.14)式可得
上式能取等号当且仅当
从而由引理2.3可得
设
定理1.2的证毕.
参考文献
Existence and multiplicity results for some superlinear elliptic problem on
Uniqueness of non-linear ground states for fractional Laplacians in
Uniqueness of radial solutions for the fractional Laplacian
,
Non-linear ground state representations and sharp Hardy inequalities
,
Symmetry of positive solutions of nonlinear elliptic equations in
一类约束变分问题极小元的存在性及其集中行为
,
The existence of minimizers for a class of constrained variational problem with its concentration behavior
Eigenvalue problem for a p-Laplacian equation with trapping potentials
,
On the mass concentration for Bose-Einstein condensates with attractive interactions
,
Fractional p-Laplacian equations on Riemannian manifolds
,
Eigenvalue problems for quasilinear elliptic-equaiton on
Hitchhiker's guide to the fractional Sobolev spaces
,
Nonlinear Schrödinger equations and sharp interpolations estimates
,
Existence and uniqueness of normalized solutions for the Kirchhoff equation
,
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