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关于差分Riccati方程解的存在性

2020-08-10罗润梓曹廷彬

南昌大学学报(理科版) 2020年2期

徐 玲,罗润梓,曹廷彬

(1.南昌大学数学系,江西 南昌 330031;2.江西科技师范大学数学与计算机科学学院,江西 南昌 330013)

1 引言及主要结果

复域差分方程理论的研究起始于十二世纪初。近十年多年来,随着差分值分布理论的建立和发展,差分Riccati方程引起学者的关注(如见文献[1-6])。在2019年,Chen与Shon[7]证明了下面两个定理,推广和改进了[4]中相关结果。

定理A[7]设A、B、C、D为亚纯函数且满足AC≠0,AD-BC≠0。如果差分Riccati方程f(z存在至少三个互异的亚纯函数解其为亚纯函数f0(z)、f1(z)、f2(z),则方程所有解构成解簇

这里Q(z)为任意的复数或周期为1的亚纯函数,且当Q(z)≡0,则f(z)=f1(z);当Q(z)≡-1,则f(z)=f2(z)。

定理B[7]设A、B、C、D为多项式且满足AC≠0,AD-BC≠0, 以 及 degC>

本文目的是采用文[1]中相同方法,将上面结果推广到更一般的差分Raccati方程,得到下面的结果。

定理1 设q,c是两个非零的复数,设A、B、C、D为亚纯函数且满足AC≠0,AD-BC≠0。如果差分Riccati方程存在至少3个互异的亚纯函数解其为亚纯函数f0(z),f1(z),f2(z),则方程所有解构成解簇

这里Q(z)为任意满足Q(z)≡Q(qz+c)的亚纯函数。

定理2 设q、c是2个非零的复数,设A、B、C、D为多项式且满足AC≠0,AD-BC≠0,以及如果差分Riccati方程有一个有理函数解f0(z)满足则方程至多有两个互异的有理函数解。

2 引理

为了证明定理,我们先来证明2个引理,皆为[7]中引理的推广。

引理2.1 假设q、c、A、B、C、D如定理1中给定的。若f(z)是差分Riccati方程f(qz+c)=一个亚纯函数解,则C(z)f(z)+D(z)和C(z)f(qz+c)-A(z)都不恒为零。

证明 如果C(z)f(z)+D(z)≡0,那么这样显然D(z)不恒为零,否则f(z)就恒为零,代入差分Riccati方程得到B(z)≡0,从而有AD-BC≡0,这与条件矛盾。将f(z)≡代入差分Riccati方程,得到:

因而有C(qz+c)≡0,这与已知假设条件矛盾。

如果C(z)f(qz+c)-A(z)≡0,那么f(qz+将之代入差分Riccati方程,得到

化简得到,A(z)D(z)≡B(z)C(z),这与易知假设条件矛盾。……

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