莫協(xié)強(qiáng),張曉建,楊甲山
(1.梧州學(xué)院數(shù)理系,廣西梧州543002; 2.邵陽學(xué)院理學(xué)與信息科學(xué)系,湖南邵陽422004)
關(guān)于中立型時(shí)滯泛函微分方程的振動(dòng)和非振動(dòng)的研究,除了在理論上具有非常重要的意義外,在實(shí)際應(yīng)用中也有著非常重要的意義.因此,在這一領(lǐng)域出現(xiàn)了許多研究成果[1-17].但是對(duì)于高階中立時(shí)滯微分方程的非振動(dòng)解的研究卻受到了冷落,這主要是源自其分析上的技術(shù)困難.而具有正負(fù)系數(shù)的高階中立型方程的非振動(dòng)定理卻更少了[6-14].早些時(shí)候,M.R.S.Kulenovic等[2]研究了方程
及“(H0):對(duì)每個(gè)t≥t0及任意常數(shù)α>0均有αQ(t)-R(t)≥0”的條件下得到了方程(1)存在非振動(dòng)解的結(jié)論.之后,如文獻(xiàn)如[6-11]均圍繞方程(1),或p不是常數(shù),或方程為非線性的變時(shí)滯的等,但都是在(H0)成立的條件下進(jìn)行的研究,沒有實(shí)質(zhì)性的新進(jìn)展.文獻(xiàn)[12-14]的部分定理對(duì)條件(H0)有所改進(jìn),但沒有方程的系統(tǒng)性的結(jié)果.本文旨在去掉這個(gè)強(qiáng)條件(H0),討論下列一類更廣泛的具有正負(fù)系數(shù)的高階非線性中立型時(shí)滯泛函微分方程
建立方程(2)非振動(dòng)的若干新的準(zhǔn)則,所得定理改進(jìn)了現(xiàn)有文獻(xiàn)中的一系列結(jié)論,并舉例說明了定理的應(yīng)用.這里n>0 為偶數(shù),τ>0,σi≥0,δj≥0,t0>0為實(shí)常數(shù)(i=1,2,…,m;j=1,2,…,l,后面出現(xiàn)的i,j其取值亦是如此,不再另外說明);m≥1,l≥1 為正整數(shù).
函數(shù)x(t)稱為方程(2)的解,如果x(t)∈C([t-1,+∞),R),x(t)+P(t)x(t- τ) ∈Cn([t-1,+∞),R),并且x(t)滿足方程(2),這里t-1=min{t0- τ,t0-}.方程(2)在半直線[Tx,+∞)(Tx≥t0)上的解x(t)稱為是正則的,如果它滿足sup{|x(t)|:t≥T}>0,?T≥Tx.方程(2)的正則解稱為是振動(dòng)的,如果它有任意大的零點(diǎn);否則,此正則解稱為是非振動(dòng)的.并考慮如下假設(shè):
(H4)fi(x)、gj(x)均滿足局部Lipchitz條件,即對(duì)于某區(qū)域D,存在常數(shù)Lfi(D),Lgj(D)>0,使得?x,y≥0,有|fi(x)-fi(y)|≤Lfi(D)|x-y|和|gj(x)-gj(y)|≤Lgj(D)|x-y|;
(H4)'fi(x)、gj(x)均滿足局部Lipchitz條件,即存在常數(shù) α >0 及Lfi,Lgj>0,使得?0≤x≤α,0≤y≤α,有|fi(x)-fi(y)|≤Lfi|x-y|和 |gj(x)-gj(y)|≤Lgj|x-y|.
即此時(shí)(7)式是成立的.由數(shù)學(xué)歸納法知,(7)式得證.因此,根據(jù)(8)式,易知由(6)式所確定的x(t)是方程(2)的一個(gè)最終正解.定理證畢.
定理2設(shè)方程(2)滿足條件(H1)~(H4),0<<1,并且最終有P(t)≥0,則方程(2)一定存在一個(gè)非振動(dòng)解.
注1由于本文例1中所給的方程均不滿足條件(H0),即不滿足假設(shè)“對(duì)任意t≥t0及任意常數(shù)α>0均有 αQ(t)-R(t)≥0”,因此文獻(xiàn)[2,6-11]中的定理都不能用于本文例1的方程.從定理1~5的證明過程可知,方程(2)是否存在非振動(dòng)解與條件αQ(t)-R(t)≥0是否成立并無必然聯(lián)系.
注2當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),用同樣類似的方法可以證明,本文結(jié)論也是成立的.
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