关于由极小曲面方程外 Dirichlet 问题解构成的叶状结构之存在性
微分几何
2021-09-13 v2 偏微分方程分析
摘要
给定 R n \mathbb{R}^{n} R n (n ≥ 3 n\geq3 n ≥ 3 ) 中具有 C 2 , α C^{2,\alpha} C 2 , α 边界的外区域 Ω \Omega Ω ,我们得到一族参数化解 u γ ∈ C ∞ ( Ω ) u_{\gamma}\in C^{\infty}\left(\Omega\right) u γ ∈ C ∞ ( Ω ) , ∣ γ ∣ ≤ π / 2 \left\vert \gamma\right\vert \leq\pi/2 ∣ γ ∣ ≤ π /2 ,满足极小曲面方程,使得当 ∣ γ ∣ < π / 2 \left\vert \gamma\right\vert <\pi/2 ∣ γ ∣ < π /2 时,u γ ∈ C ∞ ( Ω ) ∩ C 2 , α ( Ω ‾ ) u_{\gamma}\in C^{\infty}\left( \Omega\right) \cap C^{2,\alpha}\left( \overline{\Omega}\right) u γ ∈ C ∞ ( Ω ) ∩ C 2 , α ( Ω ) ,u γ ∣ ∂ Ω = 0 u_{\gamma}|_{\partial\Omega}=0 u γ ∣ ∂ Ω = 0 且 max ∂ Ω ∥ ∇ u γ ∥ = tan γ \max_{\partial\Omega}\left\Vert \nabla u_{\gamma}\right\Vert =\tan\gamma max ∂ Ω ∥ ∇ u γ ∥ = tan γ ;当 ∣ γ ∣ = π / 2 \left\vert \gamma\right\vert =\pi/2 ∣ γ ∣ = π /2 时,u γ u_{\gamma} u γ 的图包含于 C 1 , 1 C^{1,1} C 1 , 1 流形 M γ ⊂ Ω ‾ × R M_{\gamma}\subset\overline{\Omega}\times\mathbb{R} M γ ⊂ Ω × R 中,且 ∂ M γ = ∂ Ω \partial M_{\gamma}=\partial\Omega ∂ M γ = ∂ Ω 。这些函数均有界且渐近于常数 c γ = lim ∥ x ∥ → ∞ u γ ( x ) . c_{\gamma}=\lim_{\left\Vert x\right\Vert \rightarrow\infty}u_{\gamma}\left( x\right) . c γ = ∥ x ∥ → ∞ lim u γ ( x ) . 映射 γ → u γ ( x ) \gamma\rightarrow u_{\gamma}\left( x\right) γ → u γ ( x ) (对固定 x ∈ Ω x\in\Omega x ∈ Ω )与 γ → c γ \gamma\rightarrow c_{\gamma} γ → c γ 均严格递增且有界。这些函数的图叶状化 R n + 1 \mathbb{R}^{n+1} R n + 1 的开子集 { ( x , z ) ∈ Ω × R , − u π / 2 ( x ) < z < u π / 2 ( x ) } . \left\{ \left( x,z\right) \in\Omega\times\mathbb{R}\text{, }-u_{\pi /2}\left( x\right) <z<u_{\pi/2}\left( x\right) \right\} . { ( x , z ) ∈ Ω × R , − u π /2 ( x ) < z < u π /2 ( x ) } . 此外,若 R n \ Ω \mathbb{R}^{n}\backslash\Omega R n \Ω 满足最大半径为 ρ \rho ρ 的内球条件,且 ∂ Ω \partial\Omega ∂ Ω 包含于最小半径为 ϱ \varrho ϱ 的球中,则 [ 0 , σ n ρ ] ⊂ [ 0 , c π / 2 ] ⊂ [ 0 , σ n ϱ ] , \left[ 0,\sigma_{n}\rho\right] \subset\left[ 0,c_{\pi/2}\right] \subset\left[ 0,\sigma_{n}\varrho\right] , [ 0 , σ n ρ ] ⊂ [ 0 , c π /2 ] ⊂ [ 0 , σ n ϱ ] , 其中 σ n = ∫ 1 ∞ d t t 2 ( n − 1 ) − 1 . \sigma_{n}=\int_{1}^{\infty}\frac{dt}{\sqrt{t^{2\left( n-1\right) }-1}}. σ n = ∫ 1 ∞ t 2 ( n − 1 ) − 1 d t . 上述包含之一为等式当且仅当 ρ = ϱ \rho=\varrho ρ = ϱ 、Ω \Omega Ω 是半径为 ρ \rho ρ 的球外区域且解为径向的。
引用
@article{arxiv.2012.14003,
title = {On the existence of foliations by solutions to the exterior Dirichlet problem for the minimal surface equation},
author = {Ari Aiolfi and Daniel Bustos and Jaime Ripoll},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.14003},
year = {2021}
}
备注
To appear on Proceedings of the American Mathematical Society