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本文讨论了三类不同的非线性椭圆型方程Dirichlet问题。一为含临界指数的调和问题,二为含临界位势的调和问题,三为含Sobolev-Hardy临界指数的半线性奇异椭圆型方程多解问题.作者用循序渐进的方法,建立了三类对应于Dirichlet问题的不等式,为这些问题非平凡解的存在性理论创造了先决条件。
本文讨论的第一类含临界指数的调和问题,主要是利用山路引理和集中紧性原理来解决的。作者在Ω() RN空间考虑,运用Sobolev-Hardy不等式,P.L.Lions集中紧性原理,山路几何,证明了方程至少有一个非平凡解u∈H01的结论。
对于第二类含临界位势的非线性椭圆型方程Dirichlet问题解的存在性。就目前的国内外研究情况所知,当维数N≥3时,类似问题已经被广泛研究,但对N=2带有Dirichlet问题的调和算子的临界位势问题研究的甚少。在文章中,我们不仅给出了所研究的问题中Hardy不等式的常数C的最佳证明,而且还找出了符合这一最佳常数的达到函数,说明“最佳”其实只是常数的不可改进,而并非不等式的不可改进。通过添加低阶的甚至是线性的Lp模,不但使得不等式趋于完美,同时也为高阶调和算子的临界维数问题的处理提供了一种方法。同时,本文还证明了一个含权不等式(其中的常数是最佳的,而且奇性的阶还是最高的),由此得到当N=2时,含临界位势的非线性椭圆方程是|x|-2 ln2 |R/x|。最后,再一次利用Sobolev-Hardy不等式,证明了在所给定的空间中,问题解的存在性。
在第三类含Sobolev-Hardy临界指数的半线性奇异椭圆型方程的多解问题中,为了证明它的多解,我们运用了反正法,Brezis-Lieb引理和没有(PS)条件的山路引理来证明两个解(-u)和(u_)的存在性。