APP下载

一类拟线性抛物型方程的非局部边值问题

2011-01-31周长亮王远弟

上海大学学报(自然科学版) 2011年5期

周长亮, 王远弟

(上海大学理学院,上海200444)

本工作研究如下具有非局部边界条件的拟线性偏微分方程问题:

式中,Ω为 Rn中有界的区域,具有边界∂Ω∈C2+α(0<α<1)表示∂Ω的外法方向向量,其中函数k(x,y),D(u)满足k(x,y)∈C1+α()×C()且k(x,y)≥0,D(u)在R上二阶连续可导且D(u)= D(-u),D(u)>γ>0.系数a=a(t,x),b(t,x)= (b1(t,x),b2(t,x),…,bn(t,x)),f(t,x,u)是给定的满足本文第1节中条件(H1)的函数.

拟线性抛物型偏微分方程问题起源于具有内部热源的热传导等研究,其中温度u(t,x)满足如下方程:

本工作主要运用上、下解和相应的单调迭代方法研究问题(1)解的存在唯一性和问题(2)最大、最小解的存在性,以及发展方程解收敛到平衡问题最大、最小解的渐近行为,并将文献[1]等的结果推广到拟线性抛物型方程的非局部边值问题.最后,考察了发展方程解收敛到平衡问题最大、最小解的渐近性态.

1 抛物型方程解的存在性和唯一性

任意给定正实数T,记DT=Ω×(0,T],ST=∂Ω×[0,T].Cα(Q)为Q中指数为 α∈(0,1)的Hölder连续函数空间(Q为Rn或Rn+1中任意的区域).Cm(Ω)为Ω内m阶连续可导函数的集合,C1,2(DT)为(t,x)∈DT内关于t一阶连续可微和关于x二阶连续可微函数的集合.

本节中假设条件(H1)成立.为了有效地研究问题(1),引入变换

由于D'(u)=D(u)>0,故存在反函数u= q(w),因此,在该变换下,问题(1)转化为

接下来,给出问题(1)和(3)的上、下解的定义.

出于研究问题(1)上、下解的有序性及解的存在唯一性的需要,首先研究如下线性不等式问题:

证明 当k(x,y)不恒等于0时(k(x,y)=0为平凡的),令

由文献[7]可知,能够找到正函数φ(x)∈C2(),使得φ(x)满足

引入变换z=eλt,式(4)可以转化为

当(t0,x0)∈ST时,可以得到,代入式(5),得矛盾.

其中

证明 u(t,x)可以看作初值条件为v(0,x)的问题(1)的上解……

登录APP查看全文