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高维空间下 Kirchhoff 方程的规范解

偏微分方程分析 2025-09-18 v1

摘要

以下具有索伯维尔临界指数的 Kirchhoff 方程已被广泛研究:(a+bRNu2dx)Δu+λu=μuq2u+u22u  in  RN,  N4, -\Big(a+b\int_{\mathbb R^N} | \nabla u|^2dx\Big) \Delta u+\lambda u=\mu |u|^{q-2}u+|u|^{2^*-2}u \ \ {\rm in}\ \ \mathbb{R}^N, \ \ N\geq4, 其中约束为 RNu2dx=c\int_{\mathbb R^N}|u|^2dx=ca,ca,c 为正常数,b,μb,\mu 为参数,λ\lambda 为实数拉格朗日乘子,2<q<22<q<2^*22^* 为索伯维尔临界指数。首先,对于特殊情况 μ=0\mu=0N4N\geq4,方程化为纯临界 Kirchhoff 方程,我们通过变分方法得到完整结论,包括规范解的存在性、不存在性和数目性。其次,当 μ>0\mu>0N5N\geq52<q<2+4N2<q<2+\frac{4}{N} 时,我们在参数 bb 和质量 cc 的适当假设下,研究正规范解的存在性。鉴于这已是首次考虑的情形,这不仅涉及检验 Palais-Smale 条件的困难,还要求约束泛函具有复杂的凹凸结构。最后,当 μ>0\mu>0N=4N=4 时,我们获得局部最小化解和山坡过渡解,并给出关于 bbcc 的显式条件。值得注意的是,通过引入新函数建立山坡水平的阈值,这是满足 Palais-Smale 条件的关键步骤。本文对高维空间下 Kirchhoff 类型问题的规范解结果进行了细化和扩展。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.13663,
  title  = {Normalized solutions to Kirchhoff equation with the Sobolev critical exponent in high dimensional spaces},
  author = {Ruikang Lu and Qilin Xie and Jianshe Yu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.13663},
  year   = {2025}
}