几类Hamilton系统与椭圆边值问题解的存在性和多重性

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本文运用变分方法研究了几类Hamilton系统与椭圆边值问题解的存在性和多重性.  首先,研究了如下一阶Hamilton系统-J(u)-B(t)u=▽H(t,u)(BHS)其中B(t)是一个对称2N×2N阶矩阵,关于t是连续且T-周期的,H∈C1(R×R2N,R)关于t是一个T-周期函数,J=(0-IN IN0)是标准的2N×2N辛矩阵,IN是N×N单位矩阵,▽H(t,z)=(a)H(t,z)/(a)v.应用局部环绕定理和广义山路引理,得到了系统(BHS)周期解及次调和解的存在性结果.  其次,研究了如下p-Laplace系统  {d/dt(|(u)(t)|p-2u(t))+▽G(t,u(t))=0,(PLS)u(0)-u(T)=(u)(0)-(u)(T)=0,其中p>1,T>0,对任意x∈RN,G:[0,T]×RN→R关于t是T周期的.通过临界点理论中的极小极大方法,证明了系统(PLS)存在无穷多个周期解的两个存在性定理.  接着,考虑了如下的二阶系统  {d/dt(|(u)1(t)|q-2(u)1(t))=▽u1F(t,u1(t),u2(t)),d/dt(|(u)2(t)|p-2(u)2(t))=▽u2F(t,u1(t),u2(t)), a.e.t∈[0,T],(QPS)u1(0)-u1(T)=(u)1(0)-(u)1(T)=0,u2(0)-u2(T)=(u)2(0)-(u)2(T)=0,其中1<p,q<∞,T>0,|·|表示RN中的欧几里得范数.F:[0,T]×RN×RN→R.利用极小作用原理和鞍点定理,得到了关于周期解存在性的两个定理.  然后,研究了如下的椭圆系统  {-Δu=Hv(u,v,x), x∈Ω,-Δv=Hu(u,v,x), x∈Ω,(HES)u=0.v=0, x∈(a)Ω,其中Ω是RN中的一个带光滑边界(a)Ω的有界开集,Hu表示H关于u的偏导数.通过一个改进的广义山路引理,证明了系统(HES)在超二次情形下非平凡解的存在性.  第六章中,考虑了Dirichlet边值问题  {-Δu+ a(x)u=f(x,u), x∈Ω,(EP)u=0, x∈(a)Ω,其中Ω(∈)RN(N≥3)是一个有界光滑区域,a∈Lp(Ω,p>N/2,f∈C(Ω×R,R)及F(x,u)=∫u0 f(x,s)ds.利用一个版本的局部环绕定理及喷泉定理,证明了方程(EP)超二次情形下解的存在性和多重性结果.  最后,研究了如下带非线性边界条件的p-Laplace型方程  {-div(a(x,▽u))+b(x)|u|p-2u=λf(u), x∈Ω,(PNE)|▽u|p-2(a)u/(a)v=μg(u), x∈(a)Ω,其中Ω(∈)RN是一个带光滑边界(a)Ω的有界区域,λ,μ∈R,1<p<N,f和g:R→R是连续函数.这里,非线性项a:Ω×RN→RN满足一些结构性条件.其中最简单的情形是a(x,t)=|t|p-2t,p≥2.此时(PNE)退化为一个带非线性边界条件的p-Laplace方程.(a)/(a)v是外法向导数.b(x)∈L∞(Ω)满足b=essinfx∈Ωb(x)>0.通过一个三临界点定理,证明了方程(PNE)有至少三个弱解.
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