几类微分方程的解及其应用

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脉冲微分方程理论是微分方程理论中的一个十分重要新分支,它具有深刻的物理背景和数学模型。近年来,这一理论在应用数学领域中已取得了迅速的发展和广泛的重视。 具有奇性的常微分方程问题,最早是在研究核物理、气体动力学、流体力学、边界层理论及非线性光学问题中提出的,是微分方程研究中一个十分重要的领域。 本文共分四章,在第一章和第二章中,我们研究Banach空间中脉冲积分-微分方程解的存在性,其主要结果来源于作者的工作[36]和[37]。在第三章、第四章中研究了具有奇性的常微分方程正解的存在性,其主要结果来源于作者的工作[38]和[39]。 在第一章中,我们研究Banach空间中混合单调脉冲积分-微分方程的初值问题(IVP)其中,E是实Banach空间,J=[0,a](a>0),x0∈E,f∈C[J×E×E×E×E,E]。0<t1<t2<…<tm<a,△u|t=ti=u(ti+)-u(ti-),其中u(ti+)和u(ti)表示u(t)在t=ti处相应的右极限和左极限,i=1,2,…,m,Ii∈C[E,E](i=1,2,…,m),算子T,S由下式给出k∈C[D),R+],h∈C[J×J,R+],D0{(t,s)∈J×J:t≥s},R+=[0,+∞]。 在特殊情形Ii=θ,i=1,2,…,m,文[3]通过上下解及比较结果给出了(1.1)解的存在唯一性.而文[3]中的比较结果不再适用于有脉冲的情形,文[2]在脉冲情形下,利用等价范数,得到了(1.1)解及藕合解的存在性。文[4]用上下解及紧性条件讨论了f不是混合单调型且不含Tu,Su时解的存在,其使用条件比文[5]弱.但冈凹的条件仍较强.本章首先建立两个新的比较结果,利用M袖ch不动点理论,在比文网凹更广泛的条件下得到解的存在性定理.其主要结果如下: 引理 1祉卜匕较结果)设 P E PC[j E]n C‘厂在]满足 lp’三一M(t)p—N(川TP),Vt e J,意一 k, (*o卜.’.<一Lbu&)].允==1、2。….n巳。1且·山 回 邑闺uV卜—乙怂 二 一厄、卜叉”见JJ7” 一】’】,’7 【尸N)so,其中州,*O为队叫上非负有界可积函数,0<八<1K二1,2;…,叫是常数.满足 fi(1-L。) 问):以+凡》。。),S下与扣一一一; Z fi(IL。)+l n=Ik=n fi(l-L。) (dZ):当M> 0时,Nk0M;iteM*一 1)T< =,=v=-; E fi(l-L。)+l n=Ik=n 11(l—LI) N。):”I MMt)十N(门以川t,8)d8I&5下一斋L一一一一; >”11 (—LO)+l 一互后=n 〔山):厂WO卜川c)C幻L,;汕1砒十】几51; 则 a川 S 6 Vt e J,其中!M川15 M;INt)IS N*,Vt E[0,a]. 引理1.6(卜较结果互厂叫,…)Eq人,凡],j二1人…,*. Im川<I *引m(sl+u(sin(slids+〕帆mK】,I4ti. l””0<t人t lfll了Iw Iffes)ll8J+川川inlslllS十,jVlill乙j。2=1、Z、’··。1. 人””0<LiJ其中 l卜)+uk)为 Lebeszue可积函数,M三 0是常数.则。*)一 0,叫t)一 0,Vt e J. 为叙述方便,列出下列一些假设, 问)存在*口,U*EP口I人E]nC*厂,EI,**SU*,是IVPO)的藕合下上解. (则 存在*O,川O为仰司上非负有界可积函数,使任意LEJ有 /(!,x,认z,叫一八一了,牙,7,洲Z一州川x一日一川 卜一轧(1.闷其中 。0(一S了三。三。。(O;。OO)三VSB三。叶O, 2 (*。。)(O三了三Z三(丁。。)(O八砌J(一S而5w三(趴)(O. (圳 当。。(…三了S<5。。(\)($二1,2,…,叫时,存在常数05Lk<1使得 马(叫一人(匐Z一八k一匐. 阅)存在常数 qi 2 0…二 1,2;…,叫,及 Lebesgue可积函数 gi(川i=二,2,3刀;使得任意teJ任何可数单调序列D,B;C【峋,w](i=1,2A4),有。(/(t;Brtt);BZ(t),(*B3(川,(*B4it一》三切(t)。旧川)十gZ川Q(BZ闭) 门.16) 十 g3(t)叫(*B3)(t》+g4N4(凤(L》,
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