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快速扩散方程与对数扩散方程奇异自相似解的存在唯一性

偏微分方程分析 2025-01-03 v4

摘要

n3n\ge 30<m<n2n0<m<\frac{n-2}{n}ρ1>0\rho_1>0η>0\eta>0β>mρ1n2nm\beta>\frac{m\rho_1}{n-2-nm}α=αm=2β+ρ11m\alpha=\alpha_m=\frac{2\beta+\rho_1}{1-m}β0>0\beta_0>0α0=2β0+1\alpha_0=2\beta_0+1。我们利用不动点论证,对椭圆方程 Δ(fm/m)+αf+βxf=0\Delta (f^m/m)+\alpha f+\beta x\cdot\nabla f=0f>0f>0,在 Rn{0}\mathbb{R}^n\setminus\{0\} 中满足 limx0xα/βf(x)=η\displaystyle\lim_{|x|\to 0}|x|^{\alpha/\beta}f(x)=\eta 的径向对称奇异解 f=f(m)f=f^{(m)} 的存在唯一性给出新证明。我们还证明了方程 Δlogg+α0g+β0xg=0\Delta\log g+\alpha_0 g+\beta_0x\cdot\nabla g=0g>0g>0,在 Rn{0}\mathbb{R}^n\setminus\{0\} 中满足 limx0xα0/β0g(x)=η\displaystyle\lim_{|x|\to 0}|x|^{\alpha_0/\beta_0}g(x)=\eta 的径向对称奇异解 gg 的存在唯一性。此类方程分别源于快速扩散方程 ut=Δumu_t=\Delta u^m 与对数扩散方程 ut=Δloguu_t=\Delta\log u 的后向奇异自相似解的研究。我们还将证明函数 ffx|x|\to\infty 时的渐近衰减率。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.10221,
  title  = {Existence and uniqueness of the singular self-similar solutions of the fast diffusion equation and logarithmic diffusion equation},
  author = {Kin Ming Hui},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.10221},
  year   = {2025}
}

备注

35 pages, introduction rewritten and Theorem 1.1 and Theorem 1.2 combined into Theorem 1.1, Theorem 1.3 and Theorem 1.4 combined into Theorem 1.2