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临界锥中奇异方程 $-\Delta u=u^{-\gamma}$ 的精确边界增长率估计

偏微分方程分析 2025-07-23 v1

摘要

对于 γ>0\gamma>0,我们在临界 C1,1C^{1,1} 上图锥 ConeΣCone_{\Sigma} 中研究奇异 Lane-Emden-Fowler 方程 Dirichlet 问题 \begin{equation*} -\Delta u=u^{-\gamma} \end{equation*} 解的精确边界增长率估计。我们证明增长率估计在以下三种情况下表现出根本不同的行为:1<γ<21<\gamma<2γ=2\gamma=2γ>2\gamma>2。此外,我们获得了 γ>1\gamma>1 时原点附近的精确增长率估计。作为推论,我们证明当 ConeΣCone_{\Sigma}C1,1C^{1,1} 上图锥时,\cite[Theorem 1.3]{GuLiZh25} 中的附加可解性条件对于实现其中的增长率既是充分的也是必要的,从而解决了该论文遗留的主要开放问题。借助增长率估计,我们还通过内部 Schauder 估计导出了解的最优连续模。我们的方法是通过引入参考点序列 pk=161k2enp_{k}=\frac{16^{1-k}}{2}\vec{e_{n}} 来控制区域 Ω=ConeΣB1\Omega=Cone_{\Sigma}\cap B_{1} 中解 U(x)U(x) 的值。从 U(x)U(x) 的 Green 函数表示中,我们导出序列 ak=16kϕU(pk)a_{k}=16^{k\phi}U(p_{k}) 的离散积分方程。这种计算将原始 PDE 问题转化为离散积分方程的递推,可使用基本 ODE 方法进行有效分析。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.16319,
  title  = {Sharp Boundary Growth Rate Estimate of the Singular Equation $-\Delta u=u^{-\gamma}$ in a Critical Cone},
  author = {Leyun Wu and Chilin Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.16319},
  year   = {2025}
}