秦國(guó)紅
(濰坊學(xué)院,山東 濰坊 261061)
考慮如下二階非線性中立型微分方程
其中,z(t)=x(t)+p(t)x(τ(t))。
本文討論中總假定下列條件成立
(H5)f(t,u)∈C([t0,∞)×R,R),且存在函數(shù)q(t)∈C([t0,∞),[0,∞)),使得f(t,u)signu≥q(t)|u|,u≠0,t≥t0。
通常,一個(gè)解稱為是振動(dòng)的,如果它有任意大的零點(diǎn);稱為是非振動(dòng)的,如果它最終為正或最終為負(fù)。
一個(gè)方程稱為是振動(dòng)的,如果它的一切解振動(dòng)。
引理1 如果x(t)是方程(1)的一個(gè)最終正解,則
證明:設(shè)x(t)是方程(1)的一個(gè)非振動(dòng)解,不妨設(shè)x(t)是方程(1)的一個(gè)最終正解,從而存在t1≥t0,使得對(duì)所有t≥t1有x(t)>0,x(σ(t))>0,x(τ(t))>0。由條件(H5)得
則方程(1)變形為
從而
因而(r(t)φ(x(t))φ(z′(t))在[t1,∞)上是單調(diào)遞減的。下面證明z′(t)≥0對(duì)t≥t1都成立。若不然存在t2≥t1使得z′(t)<0,t≥t2。注意到條件(H4),則有φ(z′(t))<0,于是存在常數(shù)N>0有
因此
由條件(H4)知[φ(z′(t))]2≤λz′(t)φ(z′(t)),并注意到φ(z′(t))<0,t≥t2,則有
將(4)式從t2到t積分得
則有條件(H1)知(t)=-∞,這與z(t)>0矛盾,于是有z′(t)≥0,t≥t1
定理1 若存在函數(shù)h∈C1([t0,∞),R+),使得
則方程(1)是振動(dòng)的。
證明:設(shè)x(t)是方程(1)的一個(gè)非振動(dòng)解,不妨設(shè)x(t)是方程(1)的一個(gè)最終正解,從而存在t1≥t0,使得對(duì)所有t≥t1有x(t)>0,x(σ(t))>0,x(τ(t))>0。由引理1知z′(t)≥0及條件(H2)τ(t)≤t知
又因?yàn)閦(t)=x(t)+p(t)x(τ(t)),則
則方程(2)變形為
即
令
則
將(6)式與(7)式應(yīng)用于(8)式得
又r(t)φ(x(t))φ(z′(t))在[t1,∞)上是單調(diào)遞減的,σ(t)≤t,則
所以有
將(10)式應(yīng)用于(9)式得
則有
由于u2(t)+h2(t)≥2h(t)u(t),則(12)式變?yōu)?/p>
從而有
對(duì)(14)式兩邊從t1到t積分得
(15)式中當(dāng)t→∞時(shí),有
這與
矛盾,所以假設(shè)不正確,所以結(jié)論成立。
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