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关于 $\mathbb{R}^N$ 上分数阶 $p$-拉普拉斯算子的半正问题

偏微分方程分析 2025-06-03 v4

摘要

对于 N1,s(0,1)N \geq 1, s\in (0,1)p(1,Ns)p \in (1, \frac{N}{s}),我们为以下与分数阶 pp-拉普拉斯算子相关的半正问题类寻找正解:\begin{equation}\tag{SP} (-\Delta)_{p}^{s}u = g(x)f_a(u) \text{ in } \mathbb{R}^N, \end{equation} 其中 gL1(RN)L(RN)g \in L^1(\mathbb{R}^N) \cap L^{\infty}(\mathbb{R}^N) 是一个正函数,a>0a>0 是一个参数,faC(R)f_a \in \mathcal{C}(\mathbb{R}) 定义为:对于 t0t \ge 0fa(t)=f(t)af_a(t) = f(t)-a;对于 t[1,0]t \in [-1, 0]fa(t)=a(t+1)f_a(t) = -a(t+1);对于 t1t \le -1fa(t)=0f_a(t) = 0。这里 ff[0,)[0,\infty) 上的非负连续函数,满足 f(0)=0f(0)=0 且具有次临界和 Ambrosetti-Rabinowitz 型增长。根据 aa 的范围,我们在 Ds,p(RN)\mathcal{D}^{s,p}(\mathbb{R}^N) 中获得了 (SP) 的登山路解的存在性。然后,我们证明了登山路解在 Lr(RN)L^r(\mathbb{R}^N) 中关于 aa 是一致有界的,其中 r[NpNsp,]r \in \left[\frac{Np}{N-sp}, \infty\right]。此外,如果 p>2NN+2sp>\frac{2N}{N+2s},我们证明对于每个接近零的 aa,(SP) 存在一个非负的登山路解。最后,在假设 g(x)Bxβ(p1)+spg(x) \leq \frac{B}{|x|^{\beta(p-1)+sp}}(其中 B>0,x0B>0, x \neq 0,且 β(Nspp1,Np1) \beta \in \left(\frac{N-sp}{p-1}, \frac{N}{p-1}\right))下,我们推导出 (SP) 的一个显式正径向子解,并证明该非负解在 RN\mathbb{R}^N 中几乎处处为正。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.16953,
  title  = {On semipositone problems over $\mathbb{R}^N$ for the fractional $p$-Laplace operator},
  author = {Nirjan Biswas and Rohit Kumar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.16953},
  year   = {2025}
}

备注

26 pages. This paper expands upon the findings presented in arXiv:2308.00954 from linear to non-linear framework