二阶椭圆方程(组)解的存在性和对称性

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本文研究了二阶椭圆偏微分方程(组)解的存在性和对称性,主要包括几个椭圆系统和一类带凹-凸非线性项的p-Laplace方程.由于我们研究的椭圆系统和Bose-Einstein凝聚有关系,因此近十几年来这类系统得到了许多数学家的关注,也得到了许多优秀的成果,如解的存在性,唯一性,多解性,以及解的渐近性质等.  对称性是方程(组)解的一类重要性质,自Gidas-Ni-Nirenberg[30,31]后,椭圆方程解的径向对称性和部分对称性有许多结果,而关于椭圆系统解的对称性结果并不多见,尤其是解的非径向对称性.第二章我们研究如下椭圆系统:{-Δu+μ1u=|x|αuv2 x∈B,-Δv+μ2v=|x|αu2v x∈B,(1)u,v>0 x∈B,u=v=0, x∈(e)B,其中B是R3中以原点为球心的单位球,μ1,μ2>0且μ1≠μ2,α>-1.利用移动平面法我们证明了当-1<α≤0时,椭圆系统(1)至少存在一个基态解,而且这个解是径向对称的;当α>0时,利用rescaling方法和Poho(z)aev恒等式我们证明了存在一个常数α*>0,当α>α*时,椭圆系统(1)的基态解是非径向对称的,但是对所有α>0,系统(1)的基态解具有foliated Schwarz对称性.  第三章用Poho(z)aev恒等式和rescaling方法研究如下更一般的椭圆系统:{-Δu+μu=|x|αu3+|x|βuv2 x∈B,-Δv+μv=|x|αv3+|x|βu2v x∈B,(2)u>0,v>0 x∈B,u=v=0 x∈(e)B,其中μ>0,α>β>0,B是R3是单位球.我们得到了存在β*>0,当β>β*时,椭圆系统(2)基态解不是径向对称的,然后利用极大值原理证明了基态解具有部分对称性.我们指出因为该系统有|x|αu3,x|αv3项,需要利用Morse指标的方法证明基态解是非平凡的.  关于非自治椭圆系统的全局解没有太多结果,第四章我们研究了一类简单的非自治椭圆系统{-Δu+u=(μ1+εb1(x))u3+βuv2 x∈R3,-Δv+v=(μ2+εb2(x))v3+βu2v x∈R3,(3)u>0,v>0 x∈R3,其中μ1,μ2>0,β>-√μ1μ2,|ε|很小,b1,b2满足bi(x)∈L∞(R3)且lim|x|→+∞bi(x)=0,i=1,2.(*)利用约化和扰动方法我们证明了系统(3)存在一个解.  从Ambrosetti-Brezis-Cerami[4]的工作后,带凹-凸非线性项的椭圆方程得到了许多研究人员的注意.第五章用Guo-Zhang[29]的方法我们研究如下p-Lapalce方程{-Δpu=λuq+|x|αuh x∈B,u>0 x∈B,(4)u=0 x∈(e)B,其中B是RN中的单位球,λ>0,0<q<p-1<h<p*(α)-1,这里p≥2,p*(∝)=Np+pα/N-p.利用上下解方法和变分法我们证明存在Λ>0,使得当λ∈(0,Λ)时,方程(4)至少存在两个正解,其中一个是径向对称的.
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