一类椭圆方程非平凡解的存在性

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本文主要考虑如下椭圆方程(P)(公式略)   其中Ω是RN中一个有界光滑区域,N≥1,p>1,λ是一个实数,f,g:Ω×R→R   关于t是局部Lipschitz函数并对于所有x∈Ω,t∈R和某一常量C>0满足|f(x,t)|≤C(1+|t|q-1)和|g(x,t)|≤C(1+|t|q-1),   其中p≤q<p*并且当N>p时p*=Np/N-p,当N≤p时p*可以取任意实数.此外,△p是p-Laplace算子,即△pu=div(|▽u|p-2▽u)且我们假定f(x,0)=g(x,0)=0.本文的主要结果如下:定理1假设(1)式成立且假定(f1)f(x,t)t≥0,以及f(x,t)在无穷远处是超线性的,即(公式略)   对x∈Ω一致成立,(f2)存在θ≥1使得对所有x∈Ω,t∈R和所有s∈[0,1]都有θ(£)(x,t)≥(£)(x,st),其中(£)(x,t)=f(x,t)t-pF(x,t),F(x,t)=∫t0f(x,s)ds,(f3)存在ρ>0和(-λ)∈(λ1,λ2)使得对所有x∈Ω和|t|≤ρ都有λ1|t|p≤pF(x,t)≤(-λ)|t|p,   其中λ1和λ2分别是算子-△p在W01,p(Ω)中从属于Dirichlet零边值条件的第一个和第二个特征值,   (f4)对于所有x∈Ω以及t∈R且t≠0都有g(x,t)t≥pG(x,t)>0,并且存在一个正的常量M使得对于所有x∈Ω和所有t∈R都有g(x,t)t-pG(x,t)<M,其中G(x,t)=∫t0g(x,s)ds.则存在一个正的常量γ使得对于所有0≤λ<γ问题(P)在W01,p(Ω)中存在一个非平凡弱解.   定理2假设(1),(f1),(f2)和(f4)成立且极限(公式略)对x∈Ω一致成立,其中τ(φ)σ(-△p),σ(-△p)是-△p的谱.则存在一个正的常量γ使得对于所有0≤λ<γ问题(P)在W01,p(Ω)中存在一个非平凡弱解.   定理3假设(f4)成立以及(f5)(公式略)对x∈Ω一致成立,其中ρ∈R,(f6)(公式略)对x∈Ω一致成立,(f7)pF(x,t)-∫(x,t)t≥δ>0对所有x∈Ω及t∈R并且t≠0都成立.则存在一个正的常量γ使得对于所有0≤λ<γ问题(P)在W01,p(Ω)中存在一个非平凡弱解.此外,若在问题(P)中g(x,u)成为g(x)这样的形式且λ=1时,问题(P)就成为(公式略)此时,我们若假定f:Ω×R→R是Carathéodory函数且满足对于所有x∈Ω,t∈R及常量a0,b0>0都有|f(x,t)|≤a0|t|q-1+b0,   其中0≤q<p*,p*=Np/N-p若N>p且p*取任意实数若N≤p.对问题(P)我们有下面的定理:定理4假设(3)式成立以及f(x,t)=o(|t|p-1)当t→0   对几乎所有x∈Ω一致成立,且存在常量μ>p和r>0使得对于所有x∈(-Ω)及所有|t|≥r都有0<μF(x,t)≤tf(x,t)   成立.则存在一个正的常量λ0使得对于所有‖g‖L2(Ω)<λ0问题(P)在W01,p(Ω)中至少存在一个非平凡解.   定理5假设(3)式和(4)式成立,对于几乎所有x∈Ω存在μ>N/p(q+1-p)当N>p(或者μ>q+1-p当N≤p)和a>0使得(公式略)成立,以及(公式略)对x∈Ω一致成立.则存在一个正的常量λ0使得对于所有‖g‖L2(Ω)<λ0问题(P)在W01,p(Ω)中至少存在一个非平凡解.
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