|
|
Международная конференция по функциональным пространствам и теории приближения функций, посвященная 110-летию со дня рождения академика С. М. Никольского
27 мая 2015 г. 15:45–16:10, Дифференциальные уравнения. I, г. Москва, МИАН
|
|
|
|
|
|
Задача Стеклова для бигармонического уравнения в неограниченных областях
О. А. Матевосянab a Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
b Высшая школа науки
|
|
Аннотация:
В области $\Omega$ рассматривается задача Стеклова
$$
\Delta^2 u(x)=0, ~x\in\Omega, \qquad
u|_{\partial\Omega}=\left.\left(\Delta u+\tau\frac{\partial u}{\partial \nu}\right)\right|_{\partial\Omega}=0,
$$
$\nu$ – направление внешней нормали к $\partial\Omega$, $\tau\in C(\partial\Omega)$.
Условием, характеризующим поведение решения на бесконечности, является ограниченность интеграла Дирихле
$ D_a(u, \Omega):=\int_\Omega|x|^a\sum_{|\alpha|=2}|\partial^{\alpha} u(x)|^2dx<\infty$
с весом $|x|^a, a\in{\mathbb R}^{1}$, $|x|=\sqrt{x_1^2+\dots+x_n^2}$.
I. Пусть $\Omega={\mathbb R}^n\setminus G$ с границей $\partial\Omega\in C^2$, где $G$ – ограниченная односвязная область в ${\mathbb R}^{n}$ $(n>4)$, $0\in G$.
Теорема.
Задача Стеклова с условием $D_a(u, \Omega)< \infty$ имеет:
(i) $n+1$ линейно независимых решений, если $-n\le a<n-4$;
(ii) $n$ линейно независимых решений, если $n-4\le a<n-2$;
(iii) лишь тривиальное решение, если $n-2\le a<\infty$;
(iv) $k(r, n)$ линейно независимых решений при $-2r+2-n\le a<-2r+4-n$, $r>1$, где
$k(r, n)=\frac {(r+n)!}{n!r!}-\frac{(r+n-4)!}{n!(r-4)!}$.
II. Пусть $\Omega\equiv\mathbb R_{+}^{n}=\{x = (x^{\prime},x_{n})\in\mathbb R^{n}:
x^{\prime}\in\mathbb R^{n-1}, x_{n}>1\}$ с границей
$\partial\Omega=\{x=(x^{\prime},x_{n})\in\mathbb R^{n}: x_{n}=1\}$, $n\ge 2$.
Теорема.
Задача Стеклова с условием $D_a(u, \Omega)< \infty$ имеет:
(i) тривиальное решение, если $-n\le a<\infty$;
(ii) $k(r, n)$ линейно независимых решений при $-2r+2-n\le a<-2r+4-n$, $r>1$, где
$k(r, n)=\frac {(r+n)!}{n!r!}-\frac{(r+n-4)!}{n!(r-4)!} -\frac{(r+n-1)!}{(n-1)!r!}
-\frac{(r+n-2)!}{(n-1)!(r-1)!}$.
Дополнительные материалы:
abstract.pdf (163.6 Kb)
Список литературы
-
Stekloff W., “Sur les problèmes fondamentaux de la physique mathématique”, Annales Sci. de l'E.N.S. $3^{e}$ série, 19 (1902), 191–259 ; 455–490
|
|