姚曉斌
(隴南師范高等??茖W(xué)校 數(shù)學(xué)系,成縣742500)
對于帶有各種邊值條件的顯式二階微分方程,已有很多的解的存在唯一性結(jié)果,且在這些問題研究中有著很多的研究方法(見文獻(xiàn)[1-4]).非常自然地,我們會問:對于如下二階隱式微分方程兩點(diǎn)邊值問題.
解的存在唯一性結(jié)果是否仍然可獲得?本文將證明答案是肯定的.
(H1)f∶[0,1]×R×R→R是連續(xù)的;
(H2)存在M,L>0,使得對任意的u1,v1,u2,v2∈R
設(shè)C[0,1]是Banach空間,具有范數(shù)‖x‖0=
本文的主要結(jié)果如下:
定理 設(shè)(H1)和(H2)成立,且L<4 M
則問題(1)有唯一解.
證明 問題(1)等價于如下問題
設(shè)v(t)=-u″(t).注意到u(0)=u(1)=0,因此v是如下積分方程的解,這表明
是問題(1)的解,其中
定義算子A∶C[a,b]→C[a,b]
要證問題(1)有唯一解等價于證明上面所定義的算子A是一個壓縮映射.
設(shè)v1,v2∈C[a,b],由(H2)有
因此對任意v1,v2∈C[a,b],
設(shè)
f(t,u,v)=-3u-6v
容易驗(yàn)證(H1)成立.
可證明對對任意的u1,v1,u2,v2∈R
因此(H2)成立.
考查如下問題
注意到σ<1,可應(yīng)用定理得到所考察的問題有唯一解.
[1] Agarwal,R.P..Two-point Problems for Non-linear Second Order Differential Equat ions[J].J.Mat h.Phys.Sci.1974.8:571-576.
[2] Das,K.M..and Lalli,B.S..Boundary Value Problems for y″=f(x,y,y′,y″).J.Math[J].Analysis Applic.1981,81:300-307.
[3] Agarwal,R.P..On Boundary Value Problems for y″=f(x,y,y′,y″)Bulletin of the Institute of Mathematics,Academia[J],Sinica.1984,12(2):153-157.
[4] Bax ley,J.V..and Brown,S.E..Existence and U-niqueness for Ttwo-point Boundary Value Problems[J].Proceedings of the Roy al Society of Edinburgh.1981,88A:219-234.
[5] D.Guo,J.Sun,Nonlinear Integral Equations[M].Shandong Science and Echnology Press Jinan,1987.