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具非标准增长条件和正初始能量的非牛顿多方渗流方程解的爆破

2013-10-25王国铭谢嘉宁

吉林大学学报(理学版) 2013年6期
关键词:东北财经大学范数长春

刘 令,王国铭,谢嘉宁

(1.吉林建筑大学 基础科学部,长春130118;2.吉林大学 数学学院,长春130012;3.东北财经大学 数学与数量经济学院,辽宁 大连116025)

0 引 言

考虑如下初边值问题:

为方便,引进如下符号:

这里

设Lr(·)(Ω)表示如下可测函数空间:

其范数为

易验证Lr(·)(Ω)是Banach空间[4,6].由范数定义有

根据文献[4,6]可知

令B1=max{B,m1/p}.定义

1 引 理

引理1 函数E(t)关于时间变量t是非增的.

证明:由问题(1)及式(8),对函数E(t)求导得

证明:由式(5),(8)有

其中α=‖▽um‖.易验证h(α)在区间(0,α1)上单调递增,在区间(α1,+∞)上单调递减且h(α)→-∞,当α→+∞时,h(α1)=E1,其中E1,α1的定义如式(6),(7).由于E(0)<E1,故存在α2>α1,使得h(α2)=E(0).令α0=‖▽‖,由式(11)有h(α0)≤E(0)=h(α2),进一步还可证明α0≥α2.

假设式(9)不成立,即存在t0>0,使得‖▽um(·,t0)‖<α2.由于‖▽um(·,t)‖关于时间t连续,故可选取t1>0,使得‖▽um(·,t1)‖>α1.进一步,根据函数h(α)的单调性,有

这与引理1矛盾.

定义 H(t)=E1-E(t).

引理3 对所有t>0,均有

证明:由引理1,有H′(t)≥0,即 H(t)≥H(0)>0,∀t≥0.根据式(8),(11)有

2 主要结果

定理1 假设r(x)满足式(2),(3),且如下条件成立:

则问题(1)的解在有限时刻爆破.

由式(8),(12),有

其中

由式(4),有

由Lr(·)+m(Ω)⊂Lm+1(Ω),有

又根据式(15)~(17),有

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