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测度链上具有多时滞的非线性中立型泛函微分方程的振动性

2011-08-11刘光辉夏文华

湖南工程学院学报(自然科学版) 2011年4期
关键词:振动理论数学

刘光辉,夏文华

(湖南工程学院 理学院,湘潭411104)

1 预备知识

近年来,中立型时滞差分方程和时滞微分方程的研究已有不少结果[1-5],而将离散和连续形式统一起来的测度链(实数R的任意闭子集,通常记作T)上泛函微分方程的各种理论研究才刚开始[6-9].测度链上时滞泛函微分方程的研究是目前国际上关注的一个新课题,对其研究具有重要的理论价值和实际应用价值.本文考虑测度链上时滞泛函微分方程:

的振动性.其中0<p(t)≤1,qi(t)∈ (Crd)([t0,∞),R+),τ≤σiqi(t)不最终恒为零fi∈Crd(R,R)且当u≠0,uf′i(u)>0,fi(u)≥λi>0.

文[1]讨论了T=N时单滞量的非线性差分方程:Δ(yn-pnyn-k)+qnf(yn-m)=0的振动性.

显然,文[1,2]均为方程(1)的特殊情形.

本文记z(t)=x(t)-p(t)x(t-τ).

2 主要结果

引理1.设x(t)为(1)的非振动解,若x(t)最终为正(负),则最终有

zΔ(t)≤0,z(t)>0.(zΔ(t)≥0,z(t)<0)

若结论不成立,则最终有z(t)≤0,因为q(t)不最终恒为零,故z(t)不最终恒为零.从而z(t)<0,存在α>0,t2≥t1,使得t≥t2时,z(t)≤-α即有:

x(t)-x(t-τ)≤x(t)-p(t)x(t-τ)=z(t)≤-α x(t)≤-α+x(t-τ)从而有

x(t+nτ)≤-α+x(t+(n-1)τ)≤-2α+x(t+(n-2)τ)≤ … ≤-(n-1)α+x(t-τ)

故z(t)≤z(t-σ)≤x(t-σ).

证明:假设x(t)为(1)的最终正解(最终为负同样可证).存在t1≥t0>0,当t≥t1时,x(t)>0,x(t-τ)>0,x(t-σi)>0.由引理1知 ∃t2≥t1,使t≥t2时,z△(t)≤0,z(t)>0.

从t到t*积分(1)式得:

故

从t*-τ到t积分(1)式,同理得:

因此

(1)式两边同除以x(t)-p(t)x(t-τ),

从t*-τ到t积分上式,有:

从而有:

与

矛盾,故(1)的所有解振动.证毕.

[1] 王 林.非线性中立型差分方程的振动性[J].应用数学,1999,12(1):97-100.

[2] 廖新元,朱惠延.具有连续变量的中立型差分方程解的振动性[J].数学理论与应用,2002,22(2):27-30.

[3] 陈大学,等.具有阻尼项和分布时滞的二阶中立型泛函微分方程的振动性[J].西南师范大学学报,2007,32(5):22-26.

[4] S.H.Wu,Zh.Y.Hou.Oscillation Criteria for a Class of Neutral Difference Equations with Continuous Variable[J].Math.Anal.Appl,2004,290:316-323.

[5] J.CH.Jiang.Oscillation of Second Order Nonlinear Neutral Delay Difference Equations[J].Applied Math-ematics Computation,2003,146:791-801.

[6] S.Hilger.Analysis on Measure Chains A Unified Approach to Continuous and Discrete calculus[J].Results in Matematics,1990,18:18-56.

[7] M.Bohner,A.Peterson.Dynamic Equations on time Scales[J].Boston:Birkhauser,2001.

[8] M.Bohner,J.E.Castillo.Mimetic Methods on measure chains[J].Comput.Math.Appl.,2001,42:705-710.

[9] 刘兰初,周 勇.一类时标非线性微分方程的振动性[J].广西师范大学学报,2005,23(4):46-48.


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