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在部分次线性情形下 Schrödinger系统无穷多解的存在性

2019-01-22孟亚君冯晓晶

关键词:易知常数径向

孟亚君, 冯晓晶

(山西大学 数学科学学院,山西 太原 030006)

0 引言

文中讨论一类Schrödinger-Poisson系统解的存在性和多重性:

(1)

其中位势函数V满足如下假设:

(V)V∈(R3,R),infR3V>0且存在一个常数r0>0,使得对于任何M>0,

lim|y|→∞meas{x∈R3:|x-y|≤r0,V(x)≤M}=0,

其中meas(·)表示R3中的Lebesgue测度.

另一方面,文献[3]研究了非径向解的情况. 在文献[4]中,当u趋于无穷,f(x,u)满足超线性条件下,Seok证明了(1)有无穷多个高能解. 在文献[5]中,Sun研究了如下系统

(2)

解的存在性,并得到了下面的定理:

定理A[5]假设如下条件成立:

A1)V∈(R3,R)且infx∈R3V(x)≥β>0;

A2)对每一个M>0,有meas{x∈R3:V(x)≤M}<∞;

则(2)有无穷多解.

在这个定理中,类似F(x,u)的特殊情况,许多超线性函数在数学物理学中不满足(A3). 随后,作者运用临界点理论,通过减弱条件(A3)来推广定理A,并获得了如下定理.

定理B[6]假设V和f满足(A1),(A2)和下列条件:

B1)f∈C(R3×R,R)且存在常数列1<γ1<γ2<…<γm<2和函数列ai∈L2/(2-γi)(R3,[0,∞)),i=1,2,…,m,使得

B2)存在一个开集Λ⊂R3和三个常数δ>0,γ0∈(1,2)且η>0使得

B3)f(x,-z)=-f(x,z),(x,z)∈R3×R.

则(2)有无穷多个解.

最近,作者得到了Clark定理的推广定理如下.

1 主要结论

文中将用定理C来推广定理A和B. 主要结论如下:

定理1 假设f满足(B3)及以下条件:

f3)K:R3→R+是一个正连续函数,使得K∈L2/(2-γ)(R3)∩L∞(R3).

注1 显然,由条件B2)知条件f2)和f1)比条件B1)弱.

注2 整篇文章中,我们用C>0表示不同的正常数.

2 预备知识

这一部分将给出这篇文章中用到的一些记号和引理.

引理1[8]下面性质成立:

i)存在C>0使得对任何u∈H1(R3),

ii)对于任意u∈H1(R3),都有φu≥0;

iii)如果u是径向对称的,则φu是径向的;

iv)对于任意的t>0和u∈H1(R3),φtu=t2φu.

3 主要结论的证明

(3)

易知系统(3)是变分的,并且它的解为定义在E上的泛函

的临界点. 由(f1),易知J在E上有定义且J∈C1(E,R)(更多细节见文献[6]),并且有

注意到J是偶函数,且J(0)=0. 对于u∈E,我们有

(4)

现在将用同样的思路证明泛函J满足(PS)条件. 若{un}是E中的一个序列,使得J(un)有界且J′(un)→0,则将证明{un}有一个收敛子列. 由(4)可知{un}在E中有界,不失一般性,假设{un}在E中弱收敛到u,显然有

当n→∞时I1→0. 下面将估计I2,因为在L6(R3)中有φun→φu,且在L12/5(R3)中存在子列un→u,故得,

最后估计I3,通过运用条件(f3),对于任意的R>0,有

supXk∩SρkJ(u)<0,

(5)

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