甘亦苗, 侯成敏
(延邊大學(xué) 理學(xué)院,延吉133002)
分?jǐn)?shù)階微分方程在科學(xué)與工程學(xué)中應(yīng)用廣泛,如物理、生物、化學(xué)和電子等[1-3]。帶有邊值問題的耦合系統(tǒng)在眾多的領(lǐng)域上取得了重大成就[4-6],在處理正解的存在唯一性上方法多樣[6-7]。Hilfer型分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)是廣義的Riemann-Liouville分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù),其包含Riemann-Liouville和Caputo分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)兩種情形[1],此類導(dǎo)數(shù)可以應(yīng)用于玻璃成型材料中介電馳豫的理論模型[9]。
本文研究高階的非線性耦合Hilfer分?jǐn)?shù)階微分系統(tǒng)的正解的存在性:
式中:是Dα1,β0+,Dα2,β0+為Hilfer分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù),n,m為正整數(shù)n-1<α1<n,m-1<α2<m,0≤β≤1,p,q∈?,λ1,λ2∈?+,ai∈?(i=1,2,…p),bi∈?(i=1,2,…q)且,0<ξ1<…<ξp<1,0<η1<η2<…<1,fj(j=1,2)為連續(xù)函數(shù)。
許多文獻(xiàn)在研究方程的解時(shí),設(shè)fj是非負(fù)的或者單調(diào)的([5,7,10]),為了使文章更具有一般性,本文不做以上假設(shè),并且利用換元法和Guo-Krasnosel’skii不動(dòng)點(diǎn)定理證明正解的存在性。
有唯一的解:
其中
證明完畢。
根據(jù)引理4,易知問題(1)和問題(2)的解為:
其中
這就意味著(H1)和(H2)成立。由定理1可得,問題(49)和(50)至少存在一個(gè)正解。