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一类具多变时滞的高阶微分方程的Philos型准则

2021-07-17杨甲山

东北师大学报(自然科学版) 2021年2期
关键词:定义振动

张 萍,杨甲山

(1.邵阳学院理学院,湖南 邵阳 422004; 2.梧州学院大数据与软件工程学院,广西 梧州 543002)

0 引言

振动性是微分方程有关理论的重要分支之一,它在自然科学和工程技术中有着广泛的应用,同时它也获得了学者们的广泛关注,并取得了许多研究成果[1-16].但关于同时具有阻尼项、正负系数、多变时滞及非线性中立项的n阶微分系统的研究却很少.考虑如下偶数阶微分方程的振动性:

(1)

(H1) 函数A,Pk,b,Qi,Rj∈C([t0,+∞),[0,+∞)),k=1,2,…,h;i=1,2,…,m;j=1,2,…,l(下同,略).Bk,fi,gj∈C(R,R)并且uBk(u)>0(u≠0),ufi(u)>0(u≠0),ugj(u)>0(u≠0).

关于方程(1)的解及其振动性的定义,可参见文献[1-7,9-10,16].本文只讨论方程(1)的非平凡解.方程(1)包括了许多类型的微分方程,典型的如二阶Emden-Fowler型微分方程:

[A(t)|x′(t)|γ-1x′(t)]′+Q(t)|x(t)|γ-1x(t)=0,

(2)

{A(t)|[x(t)+p(t)x(τ(t))]′|β-1[x(t)+p(t)x(τ(t))]′}′+q(t)|x(δ(t))|γ-1x(δ(t))=0.

(3)

以及具有正负系数的二阶延迟微分方程:

{A(t)[x(t)+P(t)x(t-τ0)]′}′+Q(t)f(x(t-σ0))-R(t)g(x(t-δ0))=0,

(4)

(5)

则方程(2)是振动的.

黄记洲等[3]则研究了二阶Emden-Fowler型微分方程(3)的振动性,并得到了该方程振动的Hille型如下振动准则:

则方程(3)是振动的.

仉志余等[4]研究了具有正负系数的二阶微分方程(4)的振动性,主要结果如下:

定理C[4]设0≤P(t)<1,Q(t)≥0且R(t)最终为负.进一步,如果

则方程(4)是振动的.

杨甲山等[5]则研究了较一般的具有正负系数的二阶微分方程(5)的振动性,进一步推广并改进了文献[4]的结果.而关于具有多变时滞和正负系数的n(n≥3)阶微分方程的振动性结果,目前还很少.本文将研究同时具有非线性中立项、阻尼项、正负系数及多变时滞的非线性偶数阶方程(1)的振动性,进一步改进、推广并拓展了现有文献中的研究成果.

1 几个引理

记

(6)

引理1[6]设u在[t0,+∞)上是正的n次可微函数,u(n)(t)最终定号,则存在t*≥t0和整数l(0≤l≤n),当u(n)(t)≥0时n+l为偶数,当u(n)(t)≤0时n+l为奇数,使得:当l>0时有u(k)(t)>0,t≥t*,k=0,1,…,l-1;当l≤n-1……

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