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S^N 球面冠上的 Emden-Fowler 方程

偏微分方程分析 2019-12-25 v1

摘要

SNRN+1\mathbb{S}^N\subset\mathbb{R}^{N+1}N3N\ge 3,为单位球面,并设 SΘSNS_{\Theta}\subset\mathbb{S}^N 为测地半径为 Θ(0,π)\Theta\in(0,\pi) 的测地球。我们研究 SΘS_{\Theta} 上 Emden-Fowler 方程径向解的分岔图 {(Θ,U)}R2\{(\Theta,\left\|U\right\|_{\infty})\}\subset\mathbb{R}^2ΔSNU+Up=0\Delta_{\mathbb{S}^N}U+U^p=0SΘS_{\Theta} 内,U=0U=0SΘ\partial S_{\Theta}U>0U>0SΘS_{\Theta} 内,其中 p>1p>1。除其他结果外,我们证明如下:对每个 p>pS:=(N2)/(N+2)p>p_{\rm S}:=(N-2)/(N+2),存在 Θ(0,π)\underline{\Theta}\in(0,\pi) 使得该问题在 Θ(Θ,π)\Theta\in(\underline{\Theta},\pi) 时有径向解,而在 Θ(0,Θ)\Theta\in(0,\underline{\Theta}) 时无径向解。此外,当 Θ\Theta 接近 π\pi 时,该解在径向函数空间中唯一。若 pS<p<pJLp_{\rm S}<p<p_{\rm JL},则存在 Θ(Θ,π)\Theta^*\in(\underline{\Theta},\pi) 使得该问题在 Θ=Θ\Theta=\Theta^* 时有无限多个径向解,其中当 N11N\ge 11pJL=1+4N42N1p_{\rm JL}= 1+\frac{4}{N-4-2\sqrt{N-1}},当 2N102\le N\le 10pJL=p_{\rm JL}=\infty。我们还研究了当 pp\to\inftyp1p\downarrow 1 时分岔图的渐近行为。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.11239,
  title  = {The Emden-Fowler equation on a spherical cap of $\mathbb{S}^N$},
  author = {Atsushi Kosaka and Yasuhito Miyamoto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.11239},
  year   = {2019}
}