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关于 $\mathbb{R}^N$ 中的四阶半正定问题

On the fourth order semipositone problem in $\mathbb{R}^N$

Nirjan Biswas, Ujjal Das, Abhishek Sarkar

AI总结:

本文研究了 $\mathbb{R}^N$ ($N\ge5$) 中的四阶半正定问题,在次临界非线性及较弱的 Ambrosetti-Rabinowitz 型增长条件下,证明了当参数 $a$ 趋近于零时山路解的存在性与正则性。

摘要:

对于 $N \geq 5$ 且 $a>0$,我们考虑以下半正定问题:在 $\mathbb{R}^N$ 中 $\Delta^2 u= g(x)f_a(u)$,且 $u \in \mathcal{D}^{2,2}(\mathbb{R}^N)$ (SP)。其中 $g \in L^1_{loc}(\mathbb{R}^N)$ 是不定权重函数,$f_a:\mathbb{R} \to \mathbb{R}$ 是满足当 $t \in \mathbb{R}^-$ 时 $f_a(t)=-a$ 的连续函数,$\mathcal{D}^{2,2}(\mathbb{R}^N)$ 是 $\mathcal{C}_c^{\infty}(\mathbb{R}^N)$ 关于 $(\int_{\mathbb{R}^N} (\Delta u)^2)^{1/2}$ 的完备化。对于满足次临界非线性及较弱的 Ambrosetti-Rabinowitz 型增长条件的 $f_a$,我们找到 $a_1>0$,使得对每个 $a \in (0,a_1)$,(SP) 存在山路解。进一步,我们证明当 $a$ 接近零时该解为正。为证明正性,我们依靠双调和算子的 Riesz 位势,推导了 (SP) 解在 $(0,a_1)$ 特定区间内的一致正则性估计。

英文摘要:

For $N \geq 5$ and $a>0$, we consider the following semipositone problem \begin{align*} Δ^2 u= g(x)f_a(u) \text { in } \mathbb{R}^N, \, \text{ and } \, u \in \mathcal{D}^{2,2}(\mathbb{R}^N),\ \ \ \qquad \quad \mathrm{(SP)} \end{align*} where $g \in L^1_{loc}(\mathbb{R}^N)$ is an indefinite weight function, $f_a:\mathbb{R} \to \mathbb{R}$ is a continuous function that satisfies $f_a(t)=-a$ for $t \in \mathbb{R}^-$, and $\mathcal{D}^{2,2}(\mathbb{R}^N)$ is the completion of $\mathcal{C}_c^{\infty}(\mathbb{R}^N)$ with respect to $(\int_{\mathbb{R}^N} (Δu)^2)^{1/2}$. For $f_a$ satisfying subcritical nonlinearity and a weaker Ambrosetti-Rabinowitz type growth condition, we find the existence of $a_1>0$ such that for each $a \in (0,a_1)$, (SP) admits a mountain pass solution. Further, we show that the mountain pass solution is positive if $a$ is near zero. For the positivity, we derive uniform regularity estimates of the solutions of (SP) for certain ranges in $(0,a_1)$, relying on the Riesz potential of the biharmonic operator.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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