两类带Liouville频率强迫方程的响应解

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaosongs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文研究了两类带拟周期强迫的非线性方程,其强迫的频率是Liouville频率.我们利用KAM迭代的方法构造了方程的响应解,也就是频率与强迫频率相一致的拟周期解.诞生于上世纪五六十年代的KAM理论是研究微分方程拟周期解的一种有效方法.在1954年,A.N.Kolmogorov首次提出可以利用Newton快速迭代法和Diophantine条件来克服“小除数问题”,并且指出非退化可积系统的大多数不变环面在微小的扰动下可以保持下来,其上的运动是频率满足Diophantine条件的拟周期运动.之后,V.I.Arnold和J.K.Moser分别在实解析和有限次可微的情形给出了严格的数学证明.因此,KAM定理是以这三位数学家命名的.之后,W.Craig,C.Wayne,S.Kuksin,J.Poschel 和 J.Bourgain 等数学家将其进一步发展并推广应用到偏微分方程,使得KAM理论成为了一套研究偏微分方程不变环面(拟周期解)的存在性及其线性稳定性问题的强有力工具.KAM理论可以用于研究带有拟周期强迫项的方程的拟周期解.在有界扰动的情形,L.Jiao和Y.Wang在2009年构造了带拟周期强迫的非线性Schrodinger方程的拟周期解.2012年司建国用KAM方法研究了拟周期强迫的完全共振波动方程的拟周期解.在无界扰动的情形,2015年刘杰和司建国研究了具有拟周期强迫项的Hamilton型带导数的非线性Schrodinger方程的拟周期解.通过利用KAM理论,在2019年Y.Shi,徐君祥和徐新冬构造了高维带拟周期强迫项的非线性梁方程的实解析的拟周期解.KAM理论不仅可以用于研究Hamilton系统,而且可以用来研究反转系统、耗散系统等非保守系统的拟周期解.2011年张静、高美娜和袁小平研究了 Dirichlet边界条件的反转Schrodinger方程,他们证明了方程存在光滑的拟周期解.之后,娄兆伟和司建国将这一结论推广到周期边界条件的情形.2017年娄兆伟和司建国用KAM方法研究了拟周期强迫的反转非线性Schrodinger方程,他们分别在周期边界条件和Dirichlet边界条件证明了方程存在光滑的拟周期解.为了克服“小除数问题”,在KAM迭代过程中一般要求频率满足Diophantine条件来控制小除数的衰减速度,得到的拟周期解的频率也满足Diophantine条件.一些类似的结论可以推广到稍弱的Brjuno频率的情形.而对非共振关系更弱的Liouville频率的研究才刚开始.对于二维频率ω=(1,α),其中α ∈(0,1)是任意的无理数,那么这种频率包含了 2维的Liouville频率.因为频率ω不满足Diophantine或者Brjuno的算术条件,所以需要新的技巧来克服“小除数”造成的困难.通过对无理数α的算术性质的分析,A.Avila,B.Fayad 和 R.Krikorian 首次引入了 CD bridge 技巧,建立了一个新的KAM迭代过程来处理Liouville频率ω=(1,α)造成的“小除数问题”·之后,这一技巧被进一步发展并用于研究非线性系统的拟周期解以及拟周期线性系统的约化问题.对于无穷维Hamilton系统,徐新冬、尤建功和周麒研究了具有拟周期强迫的非线性Schrodinger方程,其强迫频率为ω=(ω1,ω2),这里ω1=(1,α)以及ω2∈Rd并且满足Diophantine条件.最近,王芬芬、程红玉和司建国研究了具有拟周期强迫的ill-posed Boussinesq方程,其中强迫频率为ω=(1,α),并且得到了方程的响应解.他们都采用了 CD bridge的方法来克服“小除数问题”.对于高维的频率,程红玉、司文和司建国研究了拟周期强迫的梁方程,其强迫频率为ω=ζω,其中频率向量ω∈Rd(d≥2)是固定的Liouville频率.利用修正的KAM迭代过程,他们构造了梁方程的不变环面.本文利用KAM迭代方法证明了具有Liouville频率强迫的复Ginzburg-Landau方程与调和振子的响应解.在第二章中,我们研究了带拟周期强迫的复Ginzburg-Landau方程ut=ru+(b+ iv)(?)xxu+m(?)xu-(1+ iμ)h(ωt,x)|u|2u+ε-f(ωt,x),x ∈ T,其中,系数满足 r>0,b>0,μ∈R,(v,m)∈O,这里 O(?)R2 是具有正 Lebesgue测度的紧子集,而且强迫频率为ω=(1,α)(α ∈ R\Q).Ginzburg-Landau方程可以表示成一个无穷维的耗散系统.而且通过选取特定的系数r和b,我们得到了一个无穷维的椭圆-双曲型系统.利用CD bridge方法和双曲部分法频的实部的下界是大于0的特点,可以求解变系数同调方程.因此,我们建立了一个非标准的KAM迭代过程,并且证明了一个修正的KAM定理.将这个抽象的KAM定理应用于上述拟周期强迫的复Ginzburg-Landau方程,得到了方程的拟周期响应解.在第三章中,我们证明了带Liouville频率强迫的调和振子具有响应解.考虑拟周期强迫的调和振子x+λx=εf(ωt,x),其中参数λ ∈O,O是一个不包含零点的闭区间.这里强迫频率ω∈Rd是Liouville频率,而且是任意d>2维的,所以我们的结论将[88]推广到高维Liouville频率的情形.由于假设强迫频率满足非常弱的非共振条件,在KAM迭代过程中扰动部分的某些项不能通过变换消掉,只能放到正规形中.于是新的正规形就会依赖于角变量.所以在构造近恒等变换时,需要求解变系数同调方程.由于强迫频率是高维的,目前还没有类似于CD bridge这样的算术性质可以应用.我们利用变系数所具有的特殊求和结构,经过精细的计算可以求解变系数的同调方程.通过建立一个非标准的KAM迭代过程,我们证明了一个修正的有限维Hamilton系统的KAM定理.作为该抽象的KAM定理的应用,我们得到了上述调和振子的拟周期响应解.与经典的KAM迭代过程相比,在这两种情况的KAM迭代过程中,为了克服同调方程的变系数的影响,每一步KAM迭代步骤都需要一个有限步的迭代过程来实现.例如从第n步到第n+1步的KAM迭代步骤,将通过一个包含Nn步的迭代过程来实现,而且当n趋于+∞时,Nn趋于+∞.本文共分为四章,具体安排如下:第一章给出了 Hamilton系统的KAM理论的相关内容以及本文的主要研究内容.第一节给出了有限维Hamilton系统和可积系统的基本知识.第二节简单地介绍了经典的KAM定理.第三节叙述了低维不变环面的KAM理论以及KAM理论在偏微分方程拟周期解研究中的应用.第四节介绍本文的主要工作.第二章研究了带拟周期强迫(强迫频率是(1,α),α∈ R\Q)的复Ginzburg-Landau方程的响应解.首先给出了本章的主要结论.第一节给出了关于无理数的CD bridge的概念和本章所需的一些符号与定义.在第二节给出了一个适合带Liouville频率强迫的耗散系统的无穷维KAM定理.在第三、四节,我们建立KAM迭代过程,给出了 KAM定理的详细证明.最后,应用抽象的KAM定理来证明拟周期强迫的复Ginzburg-Landau方程存在响应解.第三章研究了带高维Liouville频率强迫的调和振子.首先给出了本章的主要的结论.第一节给出本章所需的一些记号与定义以及一个抽象的KAM定理.在第二节我们发展求解变系数同调方程的技巧,给出了KAM定理的详细证明.在第三节应用抽象的KAM定理证明了带拟周期强迫的调和振子存在响应解.在最后一节,我们给出了另一个函数,并且证明了这个KAM定理的证明过程也适用于强迫频率满足由该函数给出的非共振关系的情形.最后一章给出一些本文所需的技术性引理.
其他文献
希格斯场是粒子物理标准模型的重要组成部分,它不仅负责产生基本粒子的质量,同时它也是标准模型中唯一的标量粒子。因此对于希格斯玻色子的研究成为了大型强子对撞机(LHC)实验中的一个热门课题。大型强子对撞机给我们提供了一个绝好的机会来研究标准模型的预言以及寻找超越标准模型的新物理现象。在新物理理论中通常会包含一个更加复杂的希格斯场,因此会产生更多的希格斯波色子,例如一个带电的希格斯玻色子。寻找这种新粒子
中微子振荡现象表明中微子具有非零质量,而且不同种类的中微子之间存在味混合,是标准模型之外新物理存在的直接证据。因此,研究中微子质量起源机制及其味混合模式是当前中微子物理研究领域的重要前沿课题。此外,标准模型中的CP破坏来源于夸克味混合矩阵中的复相位,但将该复相位作为CP破坏的唯一来源远不足以解释宇宙中的物质-反物质不对称。因此,寻找超出标准模型的CP破坏的来源也是当前中微子物理学亟待解决的重要问题
目的:探讨肥胖对过敏和非过敏哮喘儿童肺功能影响的异同。方法:收集自2014年8月至2016年8月于我院初诊的非急性发作的轻中度哮喘患儿230例。根据患儿皮肤点刺试验(SPT)结果分为过敏组及非过敏组。再根据不同体质指数(BMI)Z评分将过敏组和非过敏组分为过敏体重正常组、过敏超重组、过敏肥胖组、非过敏体重正常组、非过敏超重组、非过敏肥胖组。比较不同体质指数(BMI)对过敏和非过敏哮喘儿童肺功能的影
结直肠癌是一种常见的恶性肿瘤,发病率和死亡率都处于上升趋势。BRAF基因的突变在结直肠癌的发生和发展中起到重要作用。BRAFV600E突变基因的判断对结直肠癌预后及指导结直肠癌治疗具有重要意义。目前常用的检测BRAFV600E突变基因的方法有免疫组化和基因测序等方法,但都具有一定的局限性。为此,我们尝试探索找寻一种新的、快速的辅助临床病理诊断的检测结直肠癌中BRAFV600E突变基因的方法。近红外
研究背景宫颈癌是目前导致女性死亡的第二大恶性肿瘤,HPV感染,尤其是hrHPV感染与宫颈癌及癌前病变的发生密切相关,疫苗和正常阴道微环境是预防HPV感染的主要途径。HPV感染具有明显的区域差异,目前其他地区HPV研究较多,但未见关于川西高原地区的相关研究报道。目的了解川西高原地区HPV感染现状以及在宫颈病变细胞中的分布,探讨与阴道微环境改变之间的关系,为该人群HPV疫苗使用和宫颈癌预防工作提供指导
目的:回顾性总结经椎间孔入路脊柱内镜下磨除部分滑脱下位椎体后上缘骨质,进行神经根腹侧减压,治疗高龄退变性腰椎滑脱伴椎间孔狭窄症的可行性及安全性。对象与方法:回顾性分析自2019年4月-2020年4月,收集31例(平均年龄(74.3岁)男性16例,女性15例)腰椎退行性滑脱伴椎间孔狭窄的高龄患者,均行经椎间孔入路脊柱内镜治疗(数据由重庆市中医院和重庆医科大学附属第一医院神经外科提供)。手术部位为L4
目的:通过对全身散发神经鞘瘤MRI特征的研究,旨在提高神经鞘瘤MRI诊断及鉴别诊断的水平,提高神经鞘瘤术前诊断准确率,降低神经鞘瘤术中神经损伤及术后并发症的发生。资料与方法:回顾性收集了2017年1月-2019年4月就诊于成都市龙泉驿区第一人民医院及重庆医科大学附属第一医院共84例术前MRI诊断为神经鞘瘤的患者,术后病理证实为神经鞘瘤64例,非神经鞘瘤20例。所有患者均行常规MRI扫描序列T1WI
目的:评估尿毒症患者矿物代谢紊乱与自体动静脉内瘘成型术后内瘘功能的关系,同时分析自体动静脉内瘘失功的危险因素,为尿毒症患者动静脉内瘘的维护提供科学的指导。方法:回顾性分析2018年1月至2019年6月期间重庆医科大学附属第一医院行自体动静脉内瘘成型术的439例尿毒症患者的临床资料。通过电话回访方式获得患者自体动静脉内瘘成型术后内瘘存活时间。对收集资料采用COX回归分析模型进行单因素及多因素分析,以
第一部分GPR120在癫痫脑中的表达和分布目的:主要检测GPR120在癫痫小鼠脑组织和癫痫患者脑组织中的表达、分布和定位情况。方法:1.对雄性C57BL/6成年小鼠颅内注射海人酸(KA)建立颞叶癫痫模型(TLE),在建立模型后1、3、7、14、21、28天取小鼠海马及皮质组织,进行免疫印迹实验检测其表达变化。2.在脑库中随机选取10例TLE癫痫患者和10例正常对照的脑组织,进行免疫组织化学染色,验
目的:通过回顾性病例研究,对比急性缺血性卒中患者适龄人群、高龄人群阿替普酶(重组组织型纤维蛋白溶酶原激活剂,rt-PA)静脉溶栓治疗后效果以及探讨影响其预后的相关因素,了解阿替普酶溶栓治疗急性缺血性卒中高龄患者的疗效及安全性,从而为临床治疗提供指导。方法:回顾性分析2014年5月至2019年12月期间于重庆市大足区人民医院神经内科住院诊断为急性缺血性卒中的患者病例,所有患者皆符合2018年美国心脏