Неравенство Корна с весом и некоторые итерационные процессы для квазилинейных эллиптических систем
А. И. Кошелев г. Ленинград
Аннотация:
Пусть внутри ограниченной конечной области
$\Omega\subset R^m$ с достаточно
гладкой границей задана векторная функция
$u(x)=(u^{(1)}(x),\dots,u^{(m)}(x))$,
принадлежащая
$W^{(1)}_m$, и пусть конечен интеграл
$\int_\Omega(|\nabla
u|^2r\alpha+|u|^2)\,dx$, где
$\alpha<0$,
$r$ – расстояние между точками
$x_0,x\in\Omega$.
Теорема: если
$x_0$ лежит внутри
$\Omega$, то справедливо неравенство
$$
\sum_{i,k=1}^m\int_\Omega[D_ku^{(l)}+D_lu^{(k)}]^2r^\alpha\,dx
\ge2\frac{(\alpha+m)^2}{(\alpha+m)^2-4\alpha}
\int_\Omega|\nabla u|^2r^\alpha\,dx
-c\int_\Omega(|\nabla u|^2+|u|^2)\,dx,
$$
где
$c=\operatorname{const}\ge0$,
$-m<\alpha\le2-m+2\sqrt{m+1}$ и
$D_i$ – оператор
дифференцирования no
$x_i$. Константа
$2(\alpha+m)^2[(\alpha+m)^2-4\alpha]^{-1}$ является точной. При
$0\ge\alpha>2-m+2\sqrt{m+1}$ аналогичная константа равна
$(2m+\alpha)m^{-1}$.
Далее рассматривается краевая задача
$$
L(u)\equiv\sum_{k=1}^m D_ka_k(x,u,D_ju)-a_0(x,u,Du)=0,
\qquad u|_{\partial\Omega}=0
$$
и для нее рассматривается итерационный процесс $-\Delta u_{n+1}+u_{n+1}=-\Delta
u_n+u_-\varepsilon L(u_n)$;
$u_{n+1}|_{\partial\Omega}$;
$u_0=0$, где
$\varepsilon=\operatorname{const}>0$.
Предполагается, что наряду с условиями гладкости для коэффициентов уравнения
$a_k=(a_k^{(1)},\dots,a_k^{(m)})$ выполнены при любых
$u,v\in c^{(1)}$ неравенства:
\begin{align}
&\sum_{l=1}^m\sum_{k=0}^m[a_k^{(l)}(x,u,Du)-a_k^{(l)}(x,v,Dv)]
D_k(u^{(l)}-v^{(l)})\geq\notag\\
&\geq a\biggl\{\sum_{l,k=1}^m[D_k(u^{(l)}-v^{(l)})-D_l(u^{(k)}-v^{(k)})]^2
+|u-v|^2\biggr\},\notag\\
&\sum_{l=1}^m\sum_{k=0}^m[a_k^{(l)}(x,u,Du)-a_k^{(l)}(x,v,Dv)]^2
\leq\notag\\
&\leq b\sum_{l=1}^m\sum_{k=0}^m[a^{(l)}_k(x,u,Du)-a^{(l)}_k(x,v,Dv)]
D_k(u^{(l)}-v^{(l)}),\notag
\end{align}
где
$a,b=\operatorname{const}>0$.
Теорема: если выполняется неравенство $(1-\frac{2}{m-1}\frac ab)
[1+\frac{(m-2)^2}{m-1}]<1$, то рассматриваемая задача имеет гёльдеровое
внутри
$\Omega$ решение, к которому сходится приведенный выше
итерационный процесс. Библ. 9.
УДК:
517.956 Поступила: 28.03.1983