带Hardy-Sobolev-Maz’ya项和Hardy-Sobolev临界指数的椭圆方程正解的存在性

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考虑带有Hardy-Sobolev-Maz’ya项的奇异半线性椭圆方程(?)其中,f∈C((?)×R,R),(?)是RN中的一个有界光滑区域,RN=Rk×RN-k,2≤k<N.RN中的点记为x=(y,z)∈Rk×RNk并且(0,z0)∈(?).当k>2时,0≤μ<(?)=(k-2)2/4,当k=2时,μ=0. Hardy-Sobolev临界指数记为2*(s)=2(N-s)/N-2,0≤s<2,2*=2*(0)=2N/N-2为Sobolev临界指数.本文中,我们将在f(x,u)满足不同的条件下,利用变分方法,对能量泛函进行上界估计及局部(PS)条件的证明,再运用山路引理,强极大值原理得到相应方程正解的存在性.主要结论如下:(1)当f(x,u)为线性项(即f(x,u)=u)时,有定理1 假设N≥4,max{N/2,N/4+3/2}≤k≤N,0≤μ≤μ*,(?)则对于所有的λ∈(0,λ1),方程(H)至少有一个正解.其中,λ1是-△-μ|y|-2的第一特征值,(?)(2)当λ=1,f(x,u)为渐近线性,次Hardy-Sobolev临界项时,有定理2假设N≥2k-2-2((k-2)2-4μ)(1/2),2≤k<N,0≤μ<(?)且s = 2-(N-2)/N-k+((k-2)2-4μ)(1/2).f∈C((?)×R+,R)满足(f1)(?)对x∈(?)一致成立,其中,0<γ<λ1,λ1是-△-μ|y|-2的第一特征值,(f2)(?)对x∈(?)一致成立,(f3)存在正常数σ,ω是一个非空开集且(0,z0)∈w(?)Ω,I(?)(0,+∞)是一个非空开区间.对于几乎处处的x∈ω及所有的t≥0有f(x,t)≥0,而f(x,t)≥σ>0对于几乎处处的x∈ω及t∈I恒成立.则方程(H)至少有一个正解.(3)当λ=1,f(x,u)分别为超线性,次Sobolev临界项;超线性,次Hardy-Soboley临界项时,有定理3假设N≥2k-2-2√((k-2)2-4μ)(1/2),2≤k<N,0≤μ<(?)且s=2-(N-2)/(N-k+√((k-2)2-4μ)).f∈C((?)×R+,R)满足(f3)及(f4)(?)对于x∈(?)一致成立(f5)(?)对于x∈(?)一致成立(f6)(?)对于x∈(?)一致成立(f7)存在a1>0且τ>1,使得当t足够大时,有|f(x,t)|τ≤a1(?)(x,t)|t|τ其中,(x,t)∈(?)×R+,(?)(x,t)=1/2(x,t)t-F(x,t).则方程(H)至少有一个正解.定理4假设N≥3,2≤k<N,0≤μ<(?).f∈C((?)×R+,R)满足(f2),(f4)及(f8)存在非空开集(0,z0)∈Ω0(?)Ω,使得f(x,t)≥0对几乎处处的x∈Ω及所有的t>0成立,而f(x,t)>0对几乎处处的x∈Ω0及所有的t>0成立.则存在(?)*>0,使得对于所有的λ≥(?)*方程(H)至少有一个正解.
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