梁曉雯,郁勝旗
(南通大學(xué) 理學(xué)院,江蘇 南通 226019)
本文考慮如下b-族系統(tǒng)的柯西問(wèn)題:
其中,k1,k2,k3為參數(shù)。
若在系統(tǒng)(1)中選取ρ=0,系統(tǒng)(1)即退化為著名的b-族方程ut-utxx+(b+1)uux=buxuxx+uuxxx。通過(guò)一個(gè)恰當(dāng)?shù)腒odama 變換,上述b-族方程可以被看作是具有二次漸近精度的等價(jià)淺水波方程[1-2],但是當(dāng)b=-1 時(shí),對(duì)應(yīng)的Kodama 變換是具有奇性并且違反漸近序的。
有關(guān)非線性色散播方程解的定性性質(zhì)問(wèn)題一直是偏微分方程領(lǐng)域的熱門(mén)研究課題[3-16]。近年來(lái),淺水波方程的非一致連續(xù)依賴性問(wèn)題被廣泛討論[17-20],但絕大部分工作是在傳統(tǒng)的Sobolev 空間中進(jìn)行的。受文獻(xiàn)[19]的啟發(fā),本文擬在更廣義的Besov 空間中討論系統(tǒng)(1)解的連續(xù)性問(wèn)題。此工作不是一般意義下的推廣,事實(shí)上,廣義的空間架構(gòu)帶來(lái)了性質(zhì)的弱化,給能量估計(jì)帶來(lái)了本質(zhì)上的困難,這就需要充分發(fā)掘Besov 空間的性質(zhì)、細(xì)化估計(jì)來(lái)克服空間性質(zhì)的弱化帶來(lái)的影響。
本文后續(xù)關(guān)于問(wèn)題(2)解的連續(xù)性討論,都是在Besov 空間中進(jìn)行的,關(guān)于Besov 空間的基礎(chǔ)理論,讀者可參考文獻(xiàn)[19]。
注1在下文的討論中,為方便起見(jiàn),用f?g 表示f≤Cg,用f ?g 表示f ≥Cg,其中C >0 是一個(gè)常數(shù)。
首先給出柯西問(wèn)題(1)解的局部適定性。對(duì)于T >0,s∈R,1≤p,r≤∞,定義
其中C >0 是一個(gè)僅依賴于p,r,s 的常數(shù)。
引理1 的證明可以參考文獻(xiàn)[17]。接下來(lái),為了進(jìn)一步討論的需要,介紹一個(gè)引理:
引理2[21]設(shè)δ >0,1≤r <∞,則對(duì)于?σ >0及φ(x)∈S(R)(S(R)是定義在實(shí)數(shù)軸R 上的解析函數(shù)空間),有
注2式(5)中的余弦函數(shù)如果換成正弦函數(shù),結(jié)論也成立。
以下是本文的主要結(jié)論:
受文獻(xiàn)[6]的啟發(fā),本文將通過(guò)構(gòu)建逼近解序列的方法證明問(wèn)題(1)解關(guān)于初值的非一致連續(xù)依賴性,證明分為如下3 個(gè)部分:逼近解序列的構(gòu)建及誤差估計(jì)、逼近解和真實(shí)解之間的差異、解的非一致連續(xù)依賴性。
其中λ?1,λ∈Z+,ω=±1。高頻項(xiàng)的表達(dá)式如下:
逼近解中低頻部分(ul,vl)=(ul,ω,λ(t,x),vl,ω,λ(t,x))是問(wèn)題(1)以
關(guān)于逼近解中的低頻項(xiàng),我們給出一個(gè)有用的引理:
從而有
利用引理2、引理3,采用類似的估計(jì)方法可得其余各誤差項(xiàng)的估計(jì)如下:
綜合上述所有估計(jì)式,可得如下引理:
假設(shè)(uω,λ(t,x),vω,λ(t,x))是問(wèn)題(1)以逼近解初值為初值的解,亦即(uω,λ(t,x),vω,λ(t,x))滿足如下方程:
由引理2 可知,
應(yīng)用存在性引理1 可得,問(wèn)題(6)存在唯一解zω,λ=(uω,λ(t,x),vω,λ(t,x)),且解的最大存在時(shí)刻可估計(jì)為
接下來(lái)估計(jì)逼近解和真實(shí)解之間的差異,為此令
則(σ,τ)滿足如下方程:
其中,誤差項(xiàng)E 和F 同上節(jié)所定義。我們有如下引理:利用Gronwall 不等式即得式(8)。
下面證明式(9)。對(duì)式(2)中的第1 個(gè)方程應(yīng)用文獻(xiàn)[22]中的引理2.2 后進(jìn)行能量估計(jì)可得
這就完成了式(9)的證明。
本節(jié)將利用前兩節(jié)的結(jié)論來(lái)證明解關(guān)于初值的非一致連續(xù)依賴性。
定理1 的證明:利用引理4、引理5 及文獻(xiàn)[19]引理1 中的復(fù)插值公式可得