一个二分量Camassa-Holm系统解的爆破准则
2021-06-08黄群
黄 群
(温州大学数理学院,浙江温州 325035)
旋转的二分量的Camassa-Holm系统[1]如下所示:


若σ=1,该系统就是经典的二分量Camassa-Holm系统[2-4]:

这个系统是完全可积的.
文献[1]通过线性传输理论建立系统(1)柯西问题的局部适定性,基于特征方法和Riccati型微分不等式研究了系统(1)在情况下的爆破准则.受文献[1]启发,本文考虑系统(1)在情况下的解爆破的条件.当时,系统(1)变成如下形式:

通过证明得到,初值在一定的空间条件中,系统(4)的解发生爆破当且仅当它的一阶导数趋于无穷.此外,给出了系统(4)发生爆破的初始条件.
1 准备知识
介绍一些符号和属性.用∗表示卷积,Lebesgue空间中的范数表示为其中1≤p<∞.L∞(R)包含了所有的本性上确界函数,若f为Lebesgue可测函数,其范数为为了定理证明,引入特征方法.设q(t,x)是随着解u(t,x)发展的粒子轨迹,并且满足方程

通过计算可得以下与时间无关的守恒量,记为:

2 爆破准则
考虑系统(4)的初值在一定条件下,系统的相应解发生爆破的充要条件,即解发生爆破的准则.利用反证法进行证明,关键在于估计如果得到有界,则产生矛盾.

时,(u,)ρ在有限时间内爆破.
证明:为了方便运算,把系统(4)改写为如下形式:

利用这些符号,相应地可以把(6)式改写为如下形式:


假设T<∞,(6)式不成立,则存在一个正数A,使得
对任意x∈R,有以下式子成立:


接下来我们估计函数f的上确界.

另一方面,可以得到以下估计:



其中常数C和C1只依赖于
给定任意x∈R和引入一个新的一阶微分函数

满足

现说明P(t)≤0,t∈ [ 0,T).如果不成立,则存在一些t0∈[0,T),使得P(t0)>0.令t1=max{t<t0;P(t)≤ 0},则P(t1)=0,P′(t1) ≥ 0,或……