若干双曲型方程的精确控制问题

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本文主要讨论双曲型方程的精确可控性问题,全文分为三章.  在第一章中,我们利用逐片乘子法研究了第二类Petrovsky板方程{u"+△2u+u=xG(x)h(x,t),(x,t)∈Ω×(0,T),u=△u=0,(x,t)∈Γ×(0,T),(1.1.1)u(0)=u0,u(0)=u1, x∈Ω的精确内部能控性问题,其中Ω是Rn中带有边界Γ的有界区域,G是Ω的一个子区域,T是一常数,xG(x)是G的特征函数,xG(x)h(x,t)是局部分布控制,这类问题已在文献[2,3,8,11]中被研究过.本文在和文[14]中类似的关于Ω和G的几何条件下,证明系统(1.1.1)是精确内部能控的.需要指出的是,关于第一类Petrovsky板方程的精确内部能控性问题已在文献[1]中被讨论过.  在第二章中,我们利用HUM方法研究了一类变系数波动方程{y"-a(t)△y+qy=0,在Q内,y(x,t)=v,在∑上,(2.1.1)y(0)=y0,y(0)=y1,在Ω内的精确能控性,其中Ω是具有C2边界的有界开集,Q=Ω×(0,T),∑=Γ×(0,T),q:Ω→R是C1类的非负函数, a是一个函数,满足a,a∈L∞(R+),a(t)≥ a0>0.(2.1.2)我们想要找一个L2(∑)类的控制函数v,使(2.1.1)的解y=y(x, t)满足y(x,T)=y(x,T)=0,(V)T>0.(2.1.3)在这种情况下,我们就说这个系统是精确可控的.在[17]中已经证明了,对任意t≥0,当a(t)≥0时,(2.1.3)式成立.本章的主要结果是,证明当a(.)在[T0,T1]上单调,且使得T1-T0>R√‖a‖∞/a0+ sR时,系统(2.1.1)是精确可控的,其中R=sup{‖x-x0‖;x∈Ω},‖ a‖∞=sup{|a(t)|;t∈R},s是正常数, x0是Rn中的定点.本章在增加了一般项qy的基础上,改进了文[20]中的条件,获得了新的结果,使其更具一般化.  在第三章中,我们运用黎曼流形知识和希尔伯特唯一性方法,在将文[26]中的阻尼项y换为低阶项y的条件下,得出当k<L/λL-n,T>2λL+√λ(n-1)/λ-k(λL-n)时,系统{y"-△y+ky=0,(x,t)∈Ω×R,y=v,(x,t)∈Γ×R,(3.1.2)y(0)=y0,y(0)=y1,x∈Ω是精确可控的,计算出了具体的时间T和系数k的范围,改进了文[26]的结果,这里Ω是Rn中的有界区域,Γ是其边界,v∈L2(0,T;L2(Γ0))是控制函数,k是常数.
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