湯小松,羅節(jié)英
(井岡山大學(xué)數(shù)理學(xué)院,江西吉安343009)
帶有p-Laplace算子的微分方程的邊值問題,在非牛頓力學(xué)、宇宙物理、血漿問題和彈性理論等諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用.在過去幾十年里,對p-Laplace方程的邊值問題解的存在性的研究,取得了很多有意義的成果[1-5].
分?jǐn)?shù)階微分方程除了在數(shù)學(xué)各方面的應(yīng)用,還在流體力學(xué)、流變學(xué)、粘彈性力學(xué)、分?jǐn)?shù)控制系統(tǒng)與分?jǐn)?shù)控制器、各種電子回路、電分析化學(xué)、生物系統(tǒng)的電傳導(dǎo)、神經(jīng)的分?jǐn)?shù)模型及回歸模型等方面有廣泛的應(yīng)用,特別是在與分形維數(shù)有關(guān)的物理與工程方面有重要的應(yīng)用[6-7],因此引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注.關(guān)于分?jǐn)?shù)階微分方程解(正解)的存在性研究,已取得了一定的成果[8-16].例如,S.Zhang[10]利用錐上不動點定理和Leggett-Williams不動點定理討論了如下兩點邊值問題的1個和3個正解的存在性
其中,是Caputo分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù),1<α≤2.
湯小松等[11]利用錐上不動點定理討論了如下積分三點邊值問題的1個正解的存在性
為方便起見,本文總假定:
(H1)a(t)∈C([0,1],[0,+ ∞)),并且在[0,1]的任何子區(qū)間上a(t)不恒等于0;
(H2)f∈C([0,1]×[0,+∞),[0,+∞)).
首先給出一些必要的分?jǐn)?shù)階計算的定義和定理,這些定義可以參見文獻(xiàn)[8-9].
利用引理1.3~1.8來證明本文的主要結(jié)果.
定理2.1設(shè)條件(H1)和(H2)成立,且f還滿足
(H3)f0∈(gp-1,+∞);
(H4)f∞∈[0,σp-1),
則邊值問題(3)至少存在一個正解.
下面按f有界和無界2種情形進(jìn)行考慮.
情形1 假設(shè)f有界,則存在L使得,當(dāng)0≤t≤1及0≤u< +∞ 時,有f(t,u)≤(σL)p-1.令 R1=max{2r1,L},定義E的開子集
定理2.2設(shè)條件(H1)和(H2)成立,且f還滿足:
(H5)f0∈[0,σp-1);
(H6)f∞∈(gp-1,+∞),
則邊值問題(3)至少存在一個正解.
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