微分方程周期积分边值问题

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:power400ljf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
众所周知,微分方程边值问题一直是微分方程研究领域中的重要内容,这方面有着十分丰富的研究成果,见文献[2,11,23,28,39,46,57,63,76].这类问题解的存在性及唯一性作为研究的一个基本问题,引起了许多数学研究者的兴趣.随着研究的深入,人们不断发展完善和建立开拓了多种研究方法,获得许多深刻的研究结果,见文献[12,41,62,87,88,89,90,93].本文主要利用Schauder不动点定理、非线性泛函分析等方法,研究了几类具有周期积分边值条件的非线性微分方程解的存在性和唯一性.第一部分我们给出本文的第一个主要结果,考虑二阶微分方程周期积分边值问题x"=f(t,x,x’),(0)=x(2π),(0.0.1)∫02πx(s)ds=0,其中f:[0,2π]× R2→R是连续的.我们将给出解存在的两个充分条件.假设:(A1)存在两个连续函数a(t)和b(t),以及一个非负常数M1,使得对于任意的x,|x|≥M1,以及(t,y)∈[0,2π]× R,有0≤a(t)≤f(t,x,y)/x≤b(t).(A2)存在两个非负常数M2和M3,使得对于任意的(t,x)∈[0,2π]×R和|y|≥M3,满足|f(t,x,y)/y|≤M2定理0.0.1若f满足假设条件(A1)和(A2),则周期积分边值问题(0.0.1)至少存在一个解.当f可微时,我们也可以给出解存在且唯一的充分条件.假设:(A3)存在两个连续函数α(t)和β(t),使得对于任意的(t,x,y)∈[0,2π]×R2,有0≤α(t)≤fx(t,x,y)≤β(t).(A4)存在正数M,使得对于所有的t ∈[0,2π]和(x,y)∈ R2,有|fy(t,x,y)≤M.定理0.0.2若f满足假设(A3)和(A4)条件,则周期积分边值问题(0.0.1)有唯一解.在这部分最后给出两个具体实例,说明所得结果的有效性.本文第二部分将讨论高阶微分方程周期积分边值问题解的存在唯一性.考虑n阶周期积分边值问题x(n)=f(t,x,x’,,x(n-1)),其中f:[0,2π]×Rn—→R是连续函数.我们假设:(H1)存在两个非负连续函数b(t)和c(t),b(t)(?)0,当|xn-2|≥a0时,b(t)≤f(t,x0,x1,..,xn-1)/xn-2≤c(t).对于任意(t,x0,x1,,xn-3,xn-1)∈[0,27π]× Rn-1.这里a0是一个正常数.(H2)存在两个非负常数a1和cn-1,使得对于任意的(t,x0,x1,,xn-2)∈[0,27π]× Rn-1,当 |xn-1|≥a1时,有|f(t,x0,x1,,xn-1)/xn-1|≤cn-1,(H3)函数f满足,对所有(t,x0,x1,,xn-1)∈[0,2π]×Rn-2 ×[-a0,a0]×[-a1,a1],f(t,x0,x1,,xn-1)|≤M,其中M是正常数.定理0.0.3假设(H1),(H2)和(H3)成立,则周期积分边值问题(0.0.1)至少存在一个解.为了获得解的唯一性,我们考虑周期积分边值问题x(n)=an-1(t)x(n-1)+an-2(t)x(n-2)+h(t,x,x’,,x(n-1),假设:(H4)h是定义在[0,27π]× Rn上的连续有界函数,an-1(t)和an-2(t)是[0,2π]上的连续有界函数,且an-2(t)≥0,an-2(t)(?)0.(H5)f是定义在[0,2π]× Rn上的连续函数,f(t,x0,x1,,xn-1)关于xn-2和xn-1存在连续偏导数,并且存在非负常数λ0,使得|f(t,x0,x1,,xn-3,0,0)|≤λ0,其中(t,x0,x1,,xn-3)∈[0,2π]×Rn-2.(H6)存在非负常数λ1,λ2,λ3,使得|fx(n-1)|≤λ3,λ1≤|fx(n-2|≤λ2在[0,2π]×Rn上成立.定理0.0.4假设(H4)成立,则周期积分边值问题(0.0.3)存在唯一解.定理0.0.5假设(H5),(H6)成立,则周期积分边值问题(0.0.2)存在唯一解.本文第三部分,考虑奇数阶周期积分边值问题其中αk,k=0,1,2,,n-1,是常数.f:[0,2π]×R—→R是连续函数.假设下列条件成立:(S1)f是连续函数,关于x存在连续偏导数,并且存在常数β,γ>0,使得β≥|fx(t,x)|≥γ,(?)(t,x)∈[0,2π]×R.(S2)f是连续函数,存在常数M*>0和β,γ>0使得,当t ∈[0,2π]且|x|≥M*时β≥|f(t,x)/x|≥γ定理0.0.6假设(S1)成立,则问题(0.0.4)存在唯一解.定理0.0.7假设(S2)成立,则问题(0.0.4)至少存在一个解.我们也可以讨论向量微分方程的周期积分边值问题,其中函数 X:[0,2π]—→Rm,F:[0,2π]×Rm—→Rm,αk,k=0,1,2,,n-1,是常数.定理0.0.8假设F是连续向量函数,FX是F关于X的连续Jacobi矩阵,存在常数β,γ>0,满足β‖U‖2≤<U,FX(T,X)U>≤-γ‖U‖2,(?)U ∈ Rm\{0}.对于任意t ∈[0,2π],X ∈ Rm成立;或者-β‖U‖2≤<U,FX(t,X)U>≤-γ‖U‖2,(?)U ∈ Rm\{0}.对于任意t ∈[0,2π],X ∈Rm成立,则周期积分边值问题(0.0.5)存在唯一的向量值解.
其他文献
地震速度建模一直以来都是地震资料处理解释中的关键步骤,速度模型描述了地震波在地下介质中传播时的速度变化情况,直接影响偏移成像的质量,是地震数据解释和地质解释中最基础、最重要的参数之一。近年来,随着全球经济的迅速发展以及地球物理勘探技术的日益成熟,油气勘探的目标已经由陆地和浅水海域逐渐转向海洋深水区,深水区含有丰富的油气资源,而这些地区目标层一般比较深且地质条件复杂,这也给油气勘探带来了新的挑战。传
过渡族金属硫族化合物(TMD)因为具有类石墨烯的结构和卓越的光电性能,近年来引起了人们广泛的关注。随着二维单层与多层TMD材料的成功制备,人们发现了其具有许多优异的性能。比如TMD材料具有理想的带隙和较高的载流子迁移率,未来可用于制作新型的光电二极管并在集成电子器件领域有广泛的应用。高压可以有效缩短相邻原子之间的距离,提高邻近电子轨道的重合度,改变电子自旋,引发电子结构相变,甚至会引起原子的重新排
沸石分子筛等无机微孔晶体材料由于其规则的孔道结构,良好的热稳定性和化学稳定性,大的比表面积等优异的特点,被广泛应用于工业生产和日常生活中的各个领域。自从这类材料被开发和使用以来,其形成机理就一直是人们研究的重点。微孔晶体材料合成过程中的反应非常复杂,尽管人们对其晶化机理进行了大量的研究,也提出了许多观点,但至今仍没有一个广为接受的晶化机制,目前关于微孔晶体材料的合成仍然是以试错的模式进行。为了降低
多孔有机材料是一类新型材料,目前为止,已经广泛的应用于各个领域,具有十分广阔的发展前景。孔作为多孔有机材料的一个特征,直接影响着多孔材料的性能,因此孔对多孔有机材料具有十分重要的意义。有机盐是一类由有机酸和有机碱通过非共价相互作用形成的盐。其合成方法简单,且通过非共价相互作用形成,可以实现一些特定的功能,近年来,引起了科学家的广泛关注。如何将孔引入到有机盐中,制备出稳定的多孔有机盐则是一个挑战。多
上世纪90年代,Goldenfeld等人用重整化群方法(RG)获得了许多重要的非线性微分方程的大范围渐近解,像Mathieu方程,Barenblatt’s方程,修正的多孔Medium方程、扰动能量平衡方程等等.结果表明Goldenfeld提出的RG方法在渐近分析上要比其它的扰动方法更有效并且可能更精确因为它不需要做渐近匹配,它统一了奇异摄动理论中几个经典的方法,如伸缩函数法、匹配法、多标度展开法、
压力是一个基本的物理学参量,微观上它可以缩短原子间的距离,较大程度地改变材料的电子结构及成键模式;宏观上它可以使材料的物理化学性质发生改变。如能巧妙地利用压力,我们可以有效调整材料的物理化学特性,进而获得一系列性能优异的多功能材料。近些年,静态和动态高压实验技术得到了长足的发展,这使得许多性能优异的多功能材料得以合成,例如H3S高温超导体、新型超硬材料、新型高能量密度材料等。随着计算机技术的不断发
厘清国有资本划转社保基金的历史演变逻辑,有助于强化划转后的治理能力建设。西方主要发达国家多是用股权(股份)变现后的资金或股权(股份)收益补充社保基金,而经济转型国家则是将私有化的股权直接转给社保基金持有或控制。我国经历了中央层面国有股减持、转持以及地方层面划转国有股权等探索后,由中央和地方承接主体持有国有股权成为基本统一的模式,其显著特征和内在意涵是深化国企改革和长期分享国资发展成果,实现共享发展
自美国天军(USSF)成立以来,不断加速太空军事力量的调整优化,推进太空高精装备的发展,进一步将军事航天力量整合到作战行动中,强化与盟友、伙伴、工业界和国家政府部门深度合作,多措并举,积极打造太空的全面优势。1引言2019年12月20日,美国《2020年国防授权法案》生效,标志着美国第六军种——天军正式成立。
期刊
全球恐怖主义因其异常活动而导致经济损失,网络战争和网络犯罪,给刑事司法系统带来了挑战。因此,通过准确地从大数据中提取犯罪信息以估计国家和国际层面的潜在风险,监视恐怖组织的活动是全球性的挑战。许多常规的计算方法已成功实现,但很少或没有文献发现通过使用大数据分析工具和技术来解决这些问题。为了填补这一文学空白,本研究旨在通过使用Hadoop集群来支持社会正义组织在全球范围内打击恐怖主义活动,从海量数据中
电磁学理论是数学物理的重要研究领域,在地球物理、生物医学、目标跟踪、天线合成和光电子学等众多科学和工程领域得到广泛的应用.本文主要讨论了 Fourier方法在两类电磁学反问题中的应用:Maxwell方程的多频反源问题和二维Helmholtz方程的Cauchy问题.电磁场的反源问题就是利用辐射场在某个曲面上的测量数据确定源函数的问题.对于某个固定的频率,由于存在非辐射源,源函数不能被曲面上的测量数据