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关于峰均比最小化问题的研究

偏微分方程分析 2025-10-15 v2

摘要

ΩRn\Omega \Subset \mathbb R^n 且给定连续函数 H\mathrm H,其中 n,k,NNn,k,N \in \mathbb N。对于 p[1,]p\in [1,\infty],我们考虑函数泛函\n\nEp(u):=H(,u,Du,,Dku)Lp(Ω),   uWk,p(Ω;RN). \mathrm E_p(u) := \big\| \mathrm H \big(\cdot,u,\mathrm D u, \ldots, \mathrm D^ku \big) \big\|_{\mathrm L^p(\Omega)},\ \ \ u\in \mathrm W^{k,p}(\Omega;\mathbb R^N). \n\n我们关注 LL^\infty 变分问题\n\nC,p(u)=inf{C,p(u) : uWφk,(Ω;RN), E1(u)0}, \mathrm C_{\infty,p}(u_\infty\,)=\, \inf \Big\{\mathrm C_{\infty,p}(u) \ : \ u\in \mathrm W^{k,\infty}_\varphi(\Omega;\mathbb R^N), \ \mathrm E_1(u)\neq 0 \Big\}, \n\n其中 φWk,(Ω;RN)\varphi\in \mathrm W^{k,\infty}(\Omega;\mathbb R^N)pp 为固定值,且\n\nC,p(u):=E(u)Ep(u). \mathrm C_{\infty,p}(u)\, := \, \frac{\mathrm E_\infty(u)}{\mathrm E_p(u)} . \n\n该变分问题不具备良好性。C,2\mathrm C_{\infty,2} 称为“Crest factor”,在核反应堆和声学工程中的信号处理中出现“峰-均值比”问题。我们通过刻画最小化解集作为完全非线性偏微分方程\n\n{  H(,u,Du,,Dku)=Λ, a.e. in Ω,u=φ, on Ω,Du=Dφ, on Ω,Dk1u=Dk1φ, on Ω. \left\{ \ \ \begin{array}{ll} \big| \mathrm H \big(\cdot,u,\mathrm D u, \ldots, \mathrm D^ku \big) \big|= \Lambda, & \text{ a.e.\ in }\Omega, \\ u = \varphi, & \text{ on }\partial \Omega,\\ \mathrm D u = \mathrm D \varphi, & \text{ on }\partial\Omega, \vdots & \vdots \\ \mathrm D^{k-1}u = \mathrm D^{k-1}\varphi, & \text{ on }\partial\Omega. \end{array} \right. \n\n的 Dirichlet 特征值问题中的强解来求解。在 H\mathrm H 合适假设下,我们证明存在无限多个解 (u,Λ)Wφk,(Ω;RN)×[Λ,)(u,\Lambda) \in \mathrm W^{k,\infty}_\varphi(\Omega;\mathbb R^N) \times [\Lambda_*,\infty),其中 Λ0\Lambda_*\geq0,通过利用隐式偏微分方程的 Baire 类别方法。在 k=1k=1n=Nn=N 时,这些假设不要求准凸性。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.03972,
  title  = {On the minimisation of the Peak-to-average ratio},
  author = {Nikos Katzourakis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.03972},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages