非线性薛定谔方程约束态的存在性和集中性

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinzhan2090
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
本篇论文主要研究非线性薛定谔方程约束态的存在性和集中性.  首先我们考虑N维具有竞争位势的次临界非线性薛定谔方程  -ε2Δuε+V(x)uε=K(x)|uε|p-1uε+Q(x)|uε|q-1uε,  uε(x)>0,uε∈H1(RN),  这里N≥3,1<q<p<N+2/N-2,ε>0是个小的参数.  其次,我们来研究二维临界非线性薛定谔方程  -ε2Δuε+V(x)uε=K(x)|uε|p-1uεeα0|ue|2  uε>0,uε∈H1(R2),  这里α0>0,p>1,ε>0是个小的参数.  近年来许多数学家开始关注形如  -ε2Δuε+V(x)uε=f(x,|uε|)uε, x∈RN  的非线性薛定谔方程.这种方程是来源于研究一些方程的驻波解,例如量子力学中的薛定谔方程  ih(a)tψ十h2/2mΔψ-W(x)ψ+f(x,|ψ|)ψ=0,  这里h>1称为普朗克常数,m是个正常数,i是虚数单位.物理上非常感兴趣具有如下两种性质的解uε:(i)uε>0,uε∈H1(RN),这种解称为约束态;(ii)uε具有集中性,具体的说,在某个点集外当参数ε趋于零时解uε一致趋于零.针对不同的V(x)和非线性项f(x,|uε|),近年来出项了大量的工作,可见文献[1][4-5][7][9][11-13][17-18][21-22][24-25][29][33][39][43][50][81][89]等,其中许多工作都是假设函数V(x)在无穷远处有正下界.当非线性项形如f(x,|uε|)=K(x)|uε|-1,Ambrosetti等人在文献[3,6,10]中假设V(x)在无穷远处形如1/1+|x|α,0<α≤2衰减以及K(x)有界,证明了约束态的存在性和集中性.尹会成和张平正在文献[96]证明了V(x)在无穷远处形如1/1+|x|α,α>2衰减以及K(x)无界时约束态的存在性.  我们博士论文的主要结果如下:  第一、非线性项f(x,|uε|)为K(x)|uε|p-1+Q(x)|uε|q-1,x∈RN,N≥3,1<q<p<N+2/N-2,这里K(x),Q(x)称为竞争位势([33,91]).当V(x)具有紧支集以及K(x),Q(x)无界时,我们证明了方程存在约束态并且集中到相应的基能量函数(见[91])的局部最小值点.和之前的结果相比,我们不需要V(x)在无穷远处形如1/1+|x|α,α>0以及K(x),Q(x)有界,解决了文献[5]中提出的公开问题.  第二、非线性项f(x,|uε|)为K(x)|uε|p-1eα0|uε|2,x∈R2,当V(x)在无穷远处形如1/1+|x|α,0<α≤2以及K(x)无界时,我们得到了与第一部分相同的结果.和之前的许多文章相比,我们这里允许V(x)在无穷远处衰减以及K(x)无界.  整篇论文的组织如下:  第一章简单回顾我们所研究的非线性薛定谔方程的物理背景并介绍一些相关的研究进展.  第二章我们讨论N维具有竞争位势的次临界非线性薛定谔方程,其中V(x)具有紧支集以及K(x),Q(x)允许无界.由于K(x),Q(x)允许无界,所以首先我们对非线性项进行截断,证明截断后方程所对应的泛函在一个加权的Sobolev空间中有定义并且满足PS条件以及山路性质,从而得到了截断后的方程存在一个解uε.接下来利用集中紧性原理得到了解的一个积分估计,同时使用单侧弱Harnack不等式以及一些精细的估计,证明了解具有好的衰减性质从而属于L2(RN)并满足原来的方程.为了证明解uε的集中性,我们对一个测度列使用集中紧性并借助单侧弱Harnack不等式得到了解在其最大值点附近有一致(关于ε)的正的上界和下界,而且在基能量函数局部最小值点的某个邻域外一致趋于零,从而得到了解集中到基能量函数局部最小值点.  第三章研究二维临界非线性薛定谔方程,其中V(x)在无穷远处形如1/1+|x|α,0<α≤2衰减以及K(x)无界.首先我们证明了相应的常系数的非线性薛定谔方程存在基态解并且基能量函数有个正的上界.接下来我们截断非线性项,利用Trudinger-Moser不等式证明修改后的方程所对应的欧拉泛函满足山路几何性质.由于基能量函数有个正的上界,我们能够证明泛函的山路水平低于某个水平值从而泛函满足PS紧性条件.利用第二章的想法,我们同样得到了约束态的存在性和集中性.但是由于非线性项是临界的及空间是二维的,所以我们要作更精细的估计.
其他文献
在统计中,把研究出现突然变动的点(我们称其为跳点)的位置以及跳动幅度的问题,归为跳点问题。跳点问题在医学研究中经常碰到。比如,癌症的发病率在年轻人中一般保持相对稳定,一旦
学位
非线性方程f(x)=0重根的计算是数值计算中一个重要而困难的问题,本文对这一问题进行研究,给出了该问题的一种解法。非线性方程可分为高次代数方程和超越方程两种。本文通过设计
一、强化课堂教学交际化运用(1)几分钟会话。每堂课安排几分钟时间进行会话:有值日生汇报、自我介绍、家庭情况、谈论天气以及熟悉的歌星、影星和运动员等。让学生自由用英语
在奇异或近似奇异问题的研究中,人们发现奇异结构通常具有“低维”特性,也就是说,解在某些方向上变化很剧烈,而在其他方向上变化不明显.这时如果使用在各个方向上尺度可以灵活选
学位
本文主要研究完全分配交换子空间格(CDC)代数上的中心化子、Jordan中心化子、模同构和广义Jordan导子,以及Banach空间上一类特殊自反算子代数上的可加映射在某些点处的可导性
二十世纪五十年代Markowitz提出的Markowitz投资组合理论以及六十年代Sharpe、Lintner等人提出的CAPM模型,为证券投资基金业绩评价理论奠定了理论基础。传统基金评价体系以Tre
学位
偏微分方程最优控制问题在理论研究和工程应用中都具有重要的地位。关于其数值计算在最近几年更是成为应用数学领域的热点问题。因此发展有效的数值计算方法就成为了当前研究
近年来,中共沂水县委不断完善领导制度,创新工作机制,加强和改善对人大工作的领导,全力支持人大及其常委会依法行使职权,促进了全县人大工作的开展。一、完善领导制度,加强
在金融数学与金融工程中,期权定价理论一直是主要研究领域之一,随着我国证券市场的不断发展和完善,期权定价已逐渐成为金融投资领域中重点研究对象。在很多情况下,我们很难为期权
学位
矩阵的特征值在科学技术中有着重要的应用,对于特征值的求解的研究成果也是硕果累累,但对于大型矩阵特征值的计算或是估计在精度上往往不够理想。2006年,Gene H.Golub和Li-Zhi L