无界区域上半线性椭圆方程正解的存在性与多解性

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本文考虑下面的半线性椭圆方程:{-△u+u=Q(x)|u|p-2u,x∈Ω,u>0,x∈Ω,(1)u=0,x∈аΩ,正解的存在性与多解性,其中Ω是RN中的带光滑边界的无界区域,RN(Ω)有界,方程中的指数p∈(2,2*),这里2*=2N/N-2当N≥3;2*=+∞当N=1,2。位势Q(x)∈C(RN,R+),而且在无穷远处一致的趋于某个正数Q∞*。   我们首先考虑了Ω=RN的情形,此时方程(1)就是著名的Shr(o)dinger方程。至今已有一些文章给出了这一类Shr(o)dinger方程存在正解的特殊位势条件。本文致力于给出方程(1)正解存在的结构性条件。我们借助的是方程的约化泛函的几何结构,而非能量泛函。具体来讲,对u∈IP(RN),令(u)(x)=∫B1(x)|u(s)|ds以及定义连续型重心映射m:(RN){0}→RN如下记约化泛函为它是从RN到R的函数。   本文主要结果如下定理1.设Ω=RN,如果约化泛函Ja在RN中有界开集Λ内有局部极小结构,那么方程(1)至少有一个正解。定理2.设Ω=RN,如果约化泛函Ja在RN中有界开集Λ内有局部鞍点结构,那么方程(1)至少有一个正解。   接着我们考虑了Ω是RN中外部定义域的情况,即RN(Ω)非空有界。而且要求RN(Ω)离原点足够远,尺寸足够大。特别的,方程(1)可变为{-△u+u=Q(x)|u|p-2u,x∈Ωε,u>0,x∈Ωε,(2)u=0,x∈аΩε,其中ε>0,Ωε:={x∈RN|εx∈Ω}.本文假设0∈Ω,它可导致当ε→0时位势的图像和定义域的拓扑能独立的在约化泛函上产生作用效果。位势函数Q(x)满足:(Q1)Q∈C(RN,R+),常数Q∞:=lim|x|→∞Q(x)>0,Q∞≥Q(x)且(Q2)存在常数C>0,R0>0和θ>2满足Q(x)≥Q∞-Ce-θ|x|,(A)|x|≥R0.于是得到下列结果定理3.如果0∈Ω且条件(Q1)成立,那么存在ε1>0使得对任何ε∈(0,ε1)方程(2)有至少一个正解。定理4.如果0∈Ω且条件(Q1)-(Q2)成立,那么存在ε0>0使得对任何ε∈(0,ε0)方程(2)有至少三个正解。
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