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分数阶拉普拉斯算子的诺伊曼问题:通过梅林变换获得最优正则性

偏微分方程分析 2025-10-16 v1

摘要

我们建立了分数阶拉普拉斯算子诺伊曼问题解的最优正则性,即在区域Ω内(Δ)su=h(-\Delta)^s u=h,外部条件为Nsu=0\mathcal N^s u=0Ωc\Omega^c中。为此,关键在于建立具有增长性的1维刘维尔定理,我们通过复分析和梅林变换证明了该定理。更精确地说,我们证明了一个'元定理',将1维解的分类与依赖于LL的显式亚纯函数f(z)f(z)的(复)根联系起来。对于具有诺伊曼条件的分数阶拉普拉斯算子,我们证明当s1/2s\leq 1/2时所有解均为C2s+αC^{2s+\alpha},当s1/2s\geq 1/2时所有解均为Cs+12+αC^{s+\frac12+\alpha}。此外,非常令人惊讶的是,我们证明即使在1维中也存在高度振荡的解,形式为u(x)=xacos(blogx)u(x)=x^{a} \cos(b \log x)x>0x>0),其中a>0a>0b>0b>0依赖于ss,且当s1s\sim 1a<2sa<2s

关键词

引用

@article{arxiv.2510.13340,
  title  = {The Neumann problem for the fractional Laplacian: optimal regularity via the Mellin transform},
  author = {Serena Dipierro and Xavier Ros-Oton and Enrico Valdinoci and Marvin Weidner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.13340},
  year   = {2025}
}