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一类推广的CH方程适定性问题的研究*

2014-08-08龙琼

重庆工商大学学报(自然科学版) 2014年6期
关键词:利用

龙 琼

(重庆大学 数学与统计学院,重庆 401331)

1993年,美国阿尔莫斯国家实验室的Camassa和Holm[1]从物理角度推导出了一类新的浅水波方程,即Camassa-Holm方程,简称CH方程:

ut-utxx+2bux+3uux=2uxuxx+uuxxx

(1)

在1995年,Fokas[6]通过双Hamilton结构从经典的可积浅水波系统中推导出了新的更为一般的可积系统,即带有立方非线性项的Camassa-Holm方程

(2)

在2012年,Gui[7]指出该方程解的奇异性仅以波裂的形式发生,并在给定初始轮廓值的情形下,描述出它的一个新的波裂运动.

通过对现有经典方程进一步深入的研究,数学家们在不断考虑新的更一般的方程. 最近,Qiao,Xia和Li[8]推导出一类新的带有二次项和立方项的Camassa-Holm方程

(3)

其中b,k1和k2为任意常数. Qiao的研究表明该系统完全可积,具有Lax对、双Hamilton结构,满足无限多的守恒律,更重要的是存在弱纽结解和kink-peakon交叉解,这与经典的CH方程有着本质的不同.可见这类新系统是值得研究的.受文献[4]及上述文献的启发,此处将利用经典的Friedrichs正则化方法和transport方程理论来讨论该方程解在Besov空间中的局部适定性问题.为了方便,下面将问题(3)写成transport方程的形式:

(4)

1 预备知识介绍

(5)

则存在与s,p,d无关的常数C,满足

或者

引理3[9](一维Moser型估计)设1≤p,r≤+∞,下列估计成立.

其中C是不依赖f,g的常数.

2 定理及证明

(6)

其中常数C>0仅依赖于p,r,s.

(7)

其中

由引理1可得

(8)

利用Besov空间中的乘积法则可得

类似地,如下估计式(9)-(12)成立

综上可得

(13)

将式(13)代入式(8)可得

(14)

再结合Gronwall’s不等式可得式(6).证毕.

(15)

并且存在一个时刻T>0,使得(u(n))n∈N满足

(16)

再利用乘积法则对方程(15)中∂xm(n+1)的系数以及等式右边的项进行估计并结合式(16)可得

(17)

(18)

则对任意0≤τ≤t,有

将式(……

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