常微分方程积分边值问题的正解

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本文考虑积分边值问题   {y"(t)+2λy(t)+λ2y(t)=f(t,y(t)),t∈(0,1),y(0)-ay(0)=∫01go(s)y(s)ds,y(1)-by(1)=∫01g1(s)y(s)ds,(1.1)   和   {y"(t)+2λy(t)+λ2y(t)=-f(t,y(t)),t∈(0,1),y(0)-ay(0)=∫01go(s)y(s)ds,y(1)-by(1)=∫01g1(s)y(s)ds,(1.2)   的正解存在性,其中常数λ,a,b和函数f,g0,g1满足下列条件:   (H1)1-λ-aλ2≥0,并且以下两条件之一满足   (H1-1)a>0;   (H1-2)1+a+aλ<0.   (H2)1+λ+bλ2≥0,并且以下两条件之一满足   (H2-1)b-1-bλ>0;   (H2-2)b<0.   (H3)κ=1+a-b+abλ2+(a+b)λ>0.   (H4)g0,g1:[0,1]→(-∞,+∞)是连续函数,并且   min{φ(t,s):t,s∈[0,1]≥0,maxt,∈[0,1]∫01φ(t,s)ds<1,   其中   φ(t,s)=e-λt/k[(a+t+aλt)eλg1(s)-(bλ-1+t+bλt)g0(s)].   (H5)f:[0,1]×[0,∞)→[0,∞)是非负连续函数.   记   w1(t)=e-λ(t+a+aλt),   w2(t)=e-λt(b-1-bλ+t+bλt),   m=(mint,∈[0,1]γ0(t)/1-∫01φ(t,s)ds)(mint,∈[0,1]γ1(t)/1-∫01φ(t,s)ds,)-1,   其中函数γ0(t)与γ1(t)的定义分别为:   当条件(H1-1)和(H2-1)满足时,   γ0(t)=w1(t)/w1(1),γ1=w2(t)/w2(0).   当条件(H1-1)和(H2-2)满足时,   γ0(t)=min{w1(t)/w1(1),w2(t)/w2(0)},γ1(t)≡1.   当条件(H1-2)和(H2-1)满足时,   γ0(t)≡1,γ1(t)=max{w1(t)/w1(1),w2(t)/w2(0)}   当条件(H1-2)和(H2-2)满足时,   γ0(t)=w2(t)w/w2(0),γ1(t)=w1(t)/w1(1).   本文的主要结论是:   设条件(H1)-(H5)满足,并且存在L1>L0>0使得   L0≤(mint∈[0,1]γ0(t)/1-m∫01φ(t,s)ds)∫01|w1(s)w2(s)/l|e2λs(minz∈[mL0,L0]f(s,z))ds;   L1≥(maxt∈[0,1]γ1(t)/1-m∫01φ(t,s)ds)∫01|w1(s)w2(s)/l|e2λs(minz∈[mL1,L1]f(s,z))ds;   (Ⅰ)如果条件(H1-1)和(H2-1)满足,或者条件(H1-2)和(H2-2)满足,则边值问题(1.1)至少存在一个正解.   (Ⅱ)如果条件(H1-1)和(H2-2)满足,或者条件(H1-2)和(H2-1)满足,则边值问题(1.2)至少存在一个正解.
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