Нелинейные дифференциальные уравнения в пространстве Банаха, близкие к линейным
К. В. Валиков Владимирский вечерний политехнический институт
Аннотация:
В статье изучаются показатели экспоненциального роста решений уравнений
\begin{gather}\frac{dx}{dt}=Ax,\tag{1}\\\frac{dx}{dt}=Ax+h(x,t),\tag{2}\end{gather}
где
$A$ – линейный неограниченный оператор в комплексном пространстве Банаха;
$X$,
$h(x,t)$ – нелинейность. Предполагается, что оператор
$A$ есть производящий для полугруппы
$e^{At}$, сильно непрерывной при
$t\ge0$. Если
$S(A)$ множество конечных показателей решений (1), a
$e^{At}$ обладает свойством
$e^{A\xi_0}X\subset D(A)$ при некотором
$\xi_0>0$, и
$R(\lambda;A)$ растет не быстрее степени, то имеет место следующий результат:
$S(A)\subset\operatorname{Re}\sigma(A)$ и если
$\xi$ – изолированная точка
$\operatorname{Re}\sigma(A)$, то
$\xi\in S(A)$. Здесь
$\operatorname{Re}\sigma(A)$ – совокупность действительных частей точек спектра
$A$.
Более точные результаты получаются, если предполагать
$A$ оператором скалярного типа.
Изучается связь показателей решений (1) и (2) и условия их близости в предположении, что оператор
$A$ есть производящий для аналитической полугруппы, а
$h(x,t)$ подчинено некоторым условиям. Главный результат этой части работы дается теоремой:
Для любых
$\varepsilon>0$,
$T>0$, найдется
$\delta=\delta(\varepsilon,T)>0$ такое, что если
$$\int_{t_0}^t\frac{e^{\varepsilon(\tau-t)}\gamma(\tau)}{(t-\tau)^\alpha}\,d\tau+\int_t^\infty e^{\varepsilon(t-\tau)}\gamma(\tau)\,d\tau<\delta,\quad t>t_0,$$
то показатель любого решения (2) либо не превосходит
$b-T$,
$b=\sup\operatorname{Re}\sigma(A)$, либо отстоит от
$\operatorname{Re}\sigma(A)$ на расстоянии, не больше
$\varepsilon$.
Библиографий 12.
УДК:
517.925 Поступила в редакцию: 06.10.1965