半线性椭圆方程双共振问题解的存在性和多重性

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考虑以下半线性椭圆方程解的存在性和多重性问题{-△u=λku+g(x,u)+h(x)x∈Ω,u=0x∈(a)Ω,(P)其中Ω(c)RN是具有光滑边界的有界区域,0<λ1<λ2<λ3<…<λj<…是-△在H10(Ω)中不同的特征值,h∈L2(Ω)并且g∈C1(Ω×R,R)满足次临界增长条件|g(x,t)|≤C(1+|t|p-1)(1)对x∈Ω几乎处处成立.其中,1<p<2*,2*={2N/N-2,N≥3,∞,N=1,2.   当条件0≤liminf|t|→∞g(x,t)/t≤limsup|t|→∞g(x,t)/t≤λk+1-λk,对x∈Ω几乎处处一致成立,问题(P)被称为双共振问题.本文主要研究双共振问题.首先研究首特征值问题,当k=1时,有以下定理成立.   定理2.1.假设(1),k=1成立.当|t|→-∞时,有G(x,t)→-∞对x∈Ω几乎处处一致成立.且存在δ>0,当0<|t|<δ时,有1/2(λm-λ1)t2≤G(x,t)≤1/2(λm+1-λ1)t2成立,其中m≠1,则问题(P)有三个不同的解.   此处及下文中a(x)≤b(x)表示在正测集上严格不等.   然后考虑对任意x∈Ω有h(x)=0时,问题(P)解的存在性与多重性有以下定理成立.   定理3.1.假设(1),h=0成立,且g满足0≤liminf|t|→∞g(x,t)/t≤limsup|t|→∞g(x,t)/t≤λk+1-λk.(2)存在函数α∈L1(Ω)使得2G(x,t)-g(x,t)t≥α(x)(3)对t∈R,x∈Ω几乎处处成立.存在Ω的正测度子集Ω1,使得当|t|→∞时2G(x,t)-g(x,t)t→+∞(4)对x∈Ω1几乎处处成立.则问题(P)至少有一个解.   定理3.2.假设(1),(2),(3),(4),h=0成立.且满足g(x,0)≤λ1-λk.则问题(P)至少有三个非平凡解其中一正一负.   定理3.3.假设(1),(2),(3),(4),k≥2,h=0,g(x,0)=λm-λk成立.且存在t1<0,t2>0使得λkt1+g(x,t1)=λkt2+g(x,t2)=0对x∈Ω均成立.如果g满足存在δ>0,使得G(x,t)+1/2λkt2≥1/2λmt2对|t|≤δ,m≥2和k≠m成立,或G(x,t)+1/2λkt2≤1/2λmt2对|t|≤δ,m>2和k≠m-1成立.则问题(P)至少有五个非平凡解.
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