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关于 Kirchhoff--Choquard 系统在常数势函数下平凡解存在性的研究

偏微分方程分析 2025-08-05 v2

摘要

本文考虑以下在 R3\mathbb{R}^3 上的线性耦合 Kirchhoff--Choquard 系统:\begin{align*} \begin{cases} -\left(a_1 + b_1\int_{\mathbb{R}^3} |\nabla u|^2\,dx\right)\Delta u + V_1 u = \mu (I_{\alpha} * |u|^p) |u|^{p - 2} u + \lambda v, \ \ x\in\mathbb{R}^3\\ -\left(a_2 + b_2\int_{\mathbb{R}^3} |\nabla v|^2\,dx\right)\Delta v + V_2 v = \nu (I_{\alpha} * |v|^q) |v|^{q - 2} v + \lambda u, \ \ x\in\mathbb{R}^3 \\ u, v \in H^1(\mathbb{R}^3), \end{cases} \end{align*} 其中 a1,a2,b1,b2,V1,V2a_1, a_2, b_1, b_2, V_1, V_2, λ\lambda, μ\muν\nu 为正常数。函数 Iα:R3{0}RI_{\alpha} : \mathbb{R}^3 \setminus \{0\} \to \mathbb{R} 表示 α(0,3)\alpha \in (0, 3) 上的 Riesz 势。我们在满足 V1V_1, V2V_2λ\lambda 的适当条件下,研究正平凡解的存在性,具体包括以下情况:3+α3<pq<3+α\frac{3 + \alpha}{3} < p \le q < 3 + \alpha,或3+α3<p<q=3+α\frac{3 + \alpha}{3} < p < q = 3 + \alpha,或3+α3=p<q<3+α\frac{3 + \alpha}{3} = p < q < 3 + \alpha。通过基于 Nehari--Pohozaev 流形的变分方法求解,灵感来源于 Ueno (Commun. Pure Appl. Anal. 24 (2025)) 和 Chen--Liu (J. Math. Anal. 473 (2019)) 的工作。特别地,在上半临界情形 3+α3<p<q=3+α\frac{3 + \alpha}{3} < p < q = 3 + \alpha 和下半临界情形 3+α3=p<q<3+α\frac{3 + \alpha}{3} = p < q < 3 + \alpha 中,仅当 μ\muν\nu 足够大时,可通过控制最小化问题的能量水平来获得平凡解。为使用 Nehari--Pohozaev 流形,我们扩展了线性耦合系统的正则性结果,这对于 Pohozaev 公式的有效性至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.09163,
  title  = {Existence of ground state solutions to Kirchhoff--Choquard system in $\mathbb{R}^3$ with constant potentials},
  author = {Hiroshi Matsuzawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.09163},
  year   = {2025}
}

备注

35 pages