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一类临界指数增长的椭圆型方程组正解的存在性

2012-08-07万优艳

江汉大学学报(自然科学版) 2012年3期

万优艳

(江汉大学 数学与计算机科学学院,湖北 武汉 430056)

一类临界指数增长的椭圆型方程组正解的存在性

万优艳

(江汉大学 数学与计算机科学学院,湖北 武汉 430056)

研究了一类临界指数增长的椭圆型方程组。通过变分法,得到方程组的能量泛函在零点附近的局部极小值点的存在性,且该极小值点为方程组的正解。证明了当方程组的扰动项趋于零时,方程组的正解也趋于零。

临界指数;椭圆型方程组;正解

0 引言

考虑下列临界指数增长的椭圆型方程组:

其中Ω是RN(N=3)中光滑有界区域,α>2,β>且f(x),g(x)满足:(A1)f(x),g(x)∈H-1(Ω),且f(x)≥0,g(x)≥0。

由文献[1]可知,当Ω是RN中的有界星形区域时,带临界指数增长的椭圆型方程

是无解的。但当方程(2)中出现位势和扰动项且当位势和扰动项满足一定条件时,方程(2)存在解[2]。Adachi和Tanaka[3]证明了RN中次临界方程当出现扰动项且扰动项满足一定条件时正解的存在性。Benci和Cerami[4]研究得到RN中临界方程出现位势且位势满足一定条件时正解的存在性。

对于方程组(1),Alves等[5]研究得到:当Ω是RN中的有界星形区域且方程组(1)的位势与扰动项f(x)和g(x)都为零时,方程组(1)无解。

受单个方程(2)研究结果的启发,本文讨论当位势为常数1且扰动项满足条件(A1)时,方程组(1)正解的存在性。

1 预备知识

记E为Sobolev空间该空间的范数定义为

记<·,·>E为该空间的内积。记E*为E的对偶空间H-1(Ω)×H-1(Ω)。 令

根据文献[5]中的定理5,有

定义泛函I(u,v):E→R,

引理1 假设(f(x),g(x))∈E*,那么

(i)I(u,v)∈C2(E,R),并且任给(φ,φ)∈E,有

(ii)如果f(x)和g(x)都是非负函数,(u,v)∈E是I(u,v)的一个临界点,那么(u,v)是方程组(1)的一个非负解。此外,如果u(x)≢0,v(x)≢0或者f(x)≢0,g(x)≢0,那么(u,v)是方程组(1)的一个正解。……

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