含有非局部项椭圆型方程变号解的存在性及其渐近行为

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本文主要研究含有非局部项椭圆方程变号解的存在性及其渐近行为,其中包括Kirchhoff型方程,非线性Schr(o)dinger-Poisson系统以及分数次Laplacian椭圆方程。本研究分为五个部分:  第一章,概述本文所研究问题的背景及国内外研究现状,并简要介绍本文的主要工作及相关的预备知识和一些记号。  第二章,研究下列非线性Kirchhoff方程{-(a+b∫R3|▽u|2dx)△u+ V(|x|)u=f(|x|,u),x∈R3,u∈H1r(R3),(E1)其中位势函数V:R3→R是光滑函数,a,b>0是常数.由于方程中含有非局部项∫RN|▽u|2dx△u,方程对应的变分泛函的性质就完全不同于b=0的情形.在适当的构造条件下,我们证明,对于任意正整数k≥0,上述问题存在一个恰好变号k次的变号解ubk.进一步地,我们证明ubk的能量关于k严格单调递增,并且对于任意的序列{bn}→0+(n→+∞),则存在一个子列{bns}使得ubnsk在H1(R3)收敛于ωk当s→∞,其中ωk恰好也变号k次并且是下列方程的解-a△u+V(|x|)u=f(|x|,u),x∈R3,u∈H1(R3)。  第三章,我们研究下列有界区域上的非线性Kirchhoff型问题{-(a+b∫Ω|▽u|2dx)△u=∫(u),x∈Ω,u∈H10(Ω),(E2)极小能量变号解的存在性,其中a,b>0.Ω是RN中的有光滑边界aΩ的有界区域.结合约束极小方法和数量形变引理,我们证明这个问题存在一个极小能量变号解ub.更进一步地,我们证明ub的能量严格大于二倍基态解能量.最后,我们将b视为参数并且给出了当b↘0时,ub的收敛性质。  第四章,研究下列Schr(o)dinger-Poisson系统变号解的存在性及其渐近行为{-△u+V(x)u+λφu=f(u), x∈R3,-△φ=u2, x∈R3,(E3)其中V(x)是光滑函数,λ是非负参数.因为方程中涉及非局部项λφu(x)u,对应的变分泛函与λ=0时具有完全不同的性质.结合约束极小方法和数量形变引理,我们证明这个问题存在一个变号解uλ.更进一步地,我们证明uλ的能量严格大于二倍基态解能量,并且对于任意{λn}→0+(n→∞)的序列,存在子列{λnk},使得uλnk在H1(R3)中强收敛于u0当k→∞时,这里u0是下列方程的变号解-△u+ V(x)u=f(u),x∈R3。  第五章,研究下列分数次Laplacian方程{-(△)su=f(x,u),x∈Ω,u=0, x∈RNΩ(E4)变号解的存在性,其中s∈(0,1),N>2s.结合变分方法和下降流中的不变集的方法,我们证明了问题(E4)至少存在一个正解,一个负解,一个变号解.当f(x,t)满足一些单调性条件时,我们证明了问题(E4)至少存在一个极小能量变号解.当f(x,t)关于t是奇的时,我们证明了问题(E4)至少存在无穷多变号解。
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