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一类具有分布时滞Liénard方程反周期解的存在性和唯一性*

2012-05-26田龙伟王良龙张洪彦

重庆工商大学学报(自然科学版) 2012年8期
关键词:定义利用

田龙伟,王良龙,张洪彦

(安徽大学数学科学学院,合肥 230039)

在过去十几年中,人们对Liénard方程的周期解和概周期的存在性和唯一性进行了深入的研究[1-5].随着科学的发展和应用,对反周期解性质的研究逐渐引起人们的关注[6-12].在文献[7]中,作者利用 Leray-Schauder度理论研究了一类Liénard 方程x″+f(t,x'(t))+g(t,x(t-τ(t)))=P(t)的反周期解的存在性和唯一性.在此基础上利用Leray-Schauder度理论讨论具有分布时滞的Liénard方程:

的反周期解的存在性和唯一性,推广了文献[7]中的结果.

1 准备知识

引理1[13]设Ω是线性赋范空间X中的有界开集,是上的全连续场,如果 deg{,Ω,p}≠0,p∈Xf(∂Ω),则方程(x)=p在Ω内至少存在一个解.

引理 2[14]设 x∈C2(R,R),且∀t∈R,x(t+T)=x(t)x(t)dt=0,则

引理3 若方程(1)满足(H2)且满足下列条件之一:

(H3) 存在常数L3,使得

(H4) 存在常数m,使得

设z(t)=x1(t)-x2(t),从式(4)知道,

因为z(t)=x1(t)-x2(t)是定义在R上的反周期函数,则

由引理3,有

假设(H3)或(H4)成立,有下列两种情况:

情况1 如果(H3)成立,对方程(5)两边乘以-z(t)且从0到T积分,有

由式(2)(7)及Schwarz不等式,有

因为z(t),z'(t)都是反周期连续函数,由条件(H3)和式(8),得z(t)≡z'(t)≡0,∀t∈R.因此x1(t)≡x2(t),∀t∈R.从而方程(1)至多有一个反周期解.

情况2 如果(H4)成立,对方程(5)两边乘以z'(t)且从0到T积分,有

由式(3)(9)和(H4),得到 z(t)≡z'(t)≡0,∀t∈R.因此 x1(t)≡x2(t),∀t∈R.从而方程(1)至多有一个反周期解.

2 主要结论及证明

定理1 设(H1)成立,如果(H3)和(H4)其中之一成立,则方程(1)有唯一的反周期解.

证明 构造方程(1)的辅助方程

由引理3知,方程(1)至多有一个反周期解,因此要证明定理1,只要证明方程(1)至少有一个反周期解.下面

利用引理1来证明方程(1)至少有一个反周期解.

首先设x∈是辅助方程(10)的反周期解,类似(7)的证明过程,有

对(H3)和(H4),考虑如下两种情况:

情况1 如……

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