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快速扩散方程奇异解的渐近大时间行为

偏微分方程分析 2025-06-16 v1

摘要

n3n\ge 30<m<n2n0<m<\frac{n-2}{n}α=2β11m\alpha=\frac{2\beta-1}{1-m}21m<αβ<n2m\frac{2}{1-m}<\frac{\alpha}{\beta}<\frac{n-2}{m}。我们利用不动点方法给出了快速扩散方程 ut=Δ(um/m)u_t=\Delta (u^m/m)(Rn{0})×(0,)(\mathbb{R}^n\setminus\{0\})\times (0,\infty) 上形如 V(x,t)=tαf(tβx)V(x,t)=t^{-\alpha} f(t^{-\beta}x) 的奇异径向对称前向自相似解的存在性的新直接证明,其中 ff 满足\n\begin{equation*}\n\Delta (f^m/m) + \alpha f + \beta x \cdot \nabla f =0 \quad \text{in} \; \mathbb{R}^n\setminus\{0\}\n\end{equation*}\n且 limx0xαβf(x)=A\lim_{|x| \to 0} |x|^{ \frac{\alpha}{\beta}}f(x)=Alimxf(x)=DA\lim_{|x| \to \infty}f(x) = D_A,其中 A>0A>0DA>0D_A > 0 为常数。我们还得到了此类奇异径向对称解 ff 在原点附近的渐近展开。我们还将证明快速扩散方程 ut=Δ(um/m)u_t= \Delta (u^m/m)(Rn{0})×(0,)(\mathbb{R}^n\setminus\{0\})\times (0,\infty) 上满足条件 A1xγu0(x)A2xγA_1|x|^{-\gamma}\leq u_0(x)\leq A_2|x|^{-\gamma}(其中 A2>A1>0A_2>A_1>0nγ<n2mn\le\gamma<\frac{n-2}{m})的奇异解的大时间渐近行为。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.11692,
  title  = {Asymptotic large time behavior of singular solutions of the fast diffusion equation},
  author = {Kin Ming Hui and Jongmyeong Kim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.11692},
  year   = {2025}
}