1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Phương pháp bậc Tôpô cho bài toán biên4_2_2

31 381 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Phương pháp bậc Tôpô cho bài toán biên
Trường học Trường Đại Học
Thể loại bài luận
Định dạng
Số trang 31
Dung lượng 8,36 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Luận văn thạc sĩ toán học:Phương pháp bậc Tôpô cho bài toán biên

Trang 1

Dieu ki~n (AI) cua f dl1c;5Cs11d\mg:

(AI) T6n tl;1icae s6 L1 ~ 0 ~ L2 sao cho

f(t,x,u,L1'W) ~ 0 ~ f(t,x,u,L2'W)vdi h§,u h~t t E J va vdi illQi(x, u, w) E [L1,L2;F,H]IRo

Xet bai toan

(2.3)

(2.4)

(2.5)

Trang 2

Ta COdanh gia nghi~rn ella bai toan (2.3)(2.4) trong b6 de 2.1.

B6 d~ 2.1 Cia sit x la m{}t nghi~m cua (2.3)(2.4), A E (0,1), con

ham] thoa di€u ki~n (A 1) Th€ thi

Ilxll :::;L, L1 :::;x'(t) :::;L2, Vt E J. (2.6)

a) Cia SU:rnax{x'(t), t E J} = x'(to) > £2 V6i s6 duong x'(to) - £2 ta

Urn du<;:Jcno E N saG cho x'(to) > £2 + ~ khi n ;;?no R6 rang to i- 1,

bdi n@uto = 1 thl x'(to) = x'(1) = 0 > £2 + ~ la kh6ng thich h<;:Jp

Do x' lien tl,lC, v6i E= ~ > 0, co rnQt/5'> 0 saG cho khi It- tal < /5'

thl !x'(to) - x'(t)1 < E. Tv do, x'(t) > x'(to) - E = x'(to) - ~ khi

Trang 3

V~y ta phai co di~u nguQc l:;ti:max{x'(t), t E J} ( L2 +~.

b) Gia s11 min{x'(t), t E J} = x'(to) < L1 cling dua d@n mQt matithuan Ta van tim duQc n1 E N d~ x'(to) < L1- ~ khi n ~ nl Do tfnh lien t\lCcua x', co mQt 8 > 0 saGcho L1 > x'(t) ~ x'(to), Vt E [to, to+8].

Tfch phan tren [to, to + 8] phuong trlnh (2.3):

Ta s E [to,to + 8] suy ra v = x' (s) < L1 Khi do v- L2 = (v- L1) +

lto

Theo cach d~t, (x, it, w) E [L1,L2;F, H]IR,va ta co f(s, x, it, v, w) =

f(s, x, it, L1, w) ( O Di~u nay dan d@n

Trang 4

c) Nhu'vi;iy, vdi x la nghi~m cua (2.3)(2.4), t E J tuy y va n du ldn

ta du'Qc L1 - ~ ~ x'(t) ~ L2 + ~ Cho n -+ +00 thl co L1 ~ x'(t) ~ L2, VtE J.

d) Vi a(x) = 0 lien co CE J sao rho x(c) = o.

+ Ni\u t > c, ta c6 x(t) = x(t) - x(c) = l x'(s)ds.

Vdi LI ,;; x'(s) ,;; L2 tIll l' LIds';;l' x'(s)ds,;;1'L2dS.

Suy ra l' LIds';; x(t) ,;; l' L2ds hay Ja

vdi chu~n thong thu'dng ft.H1.;;;:TVN~!\~NI

THoU. ~!~~. t

OOlOt)~ J

Trang 5

D~t domD = {x E AC1(J)/a(x) = 0, x'(I) = O}, cac ham D, N

xac dinh nhu bell du6i

R6 rang D tuy@n tfnh tren Y va N lien t\lC tren Y x [0,1].

a) Ta kh~ng dinh D la mQt song anh tit domD vao D(domD). D~ co

di~u nay ta chI ra D la don anh.

+ Ham x = 0 la mQt phiin tu-cua domD thoa Dx = 0 nen 0 E kef D + Gia su-x E kef D Ta co Dx= 0 hay la x" = O Th@thl x"(t) = 0 v6i IDQit E J guy ra x' la mQt ham h~ng tren J, ma x E domD nen

x'(I) = 0, va nhu vi;iyx'(t) = 0 v6i mQi t E J: x la ham h~ng tren J.

V6i x E domD ta co a(x) = O Theo chli y 1.1 ta tim dU<;1cmQt

c E J sao cho x(c) = O Do vi;iy,x = 0 tren J.

Nhu vi;iykef D = {O}: D don anh.

b) Ta ki~m tra D-1 N : Y x [0,1] -+ Y la anh X<,l, compact: Gia su- A

la IDQtt~p con bi ch~n cua Y x [0,1], ta chang minh D-1N(A) la mQt

t~p compact b~ng cach su- d\lng dinh ly Ascoli-Arzela.

+ D-1 N(A) bi ch~n d~u:

L§,y (x, A) E A b§,t ky.

DM y = D-1 N(x, A), thl N(x, A) = Dy: N(x, A)(t) = y"(t).

Ta c6, v6i s E J, 11 y"(r)d-r = y'(l) - y'(s) = 0- y'(s) ~ -y'(s),

d day ta su- d\lng y'(I) = 0, do y E domD.

Cling VIy E domD nen a(y) = 0 va co mQtc E J sao cho y(c) = O

Vai t E J ta dU<)c l' y'(s)ds ~ y(t) y(c) = y(t).

Trang 6

guy fa y(t) ~ -1' 11 y"(r)d'rds= -1' 11 N(x, >.)(r)dnls,

Vdi r E [s,l] ta cling di;it x = x(r), u = Fx(r), v = x'(r), w =

Hx'(r), va co

N(x, "\)(r) = f*(r, x(r), Fx(r), x'(r), Hx'(r)) = f*(r, x, u, v, w),

811dl,lng di;ic tint thli ba cua fEe ar( J x }R4),ta tim dl1<;JcmQt

ham rjJE £1(J) 8aa cha If(r, x, u, iJ,w)1 :::;cp(r),Vr E J Ta co

IN(x, "\)(r) I :::; "\If(r, x, u, iJ, w) I+ (1- ,,\) Iv - £21

IN(x, "\)(r)\ :::;"\rjJ(r)+ (1 - "\)(Ivl + £2)'

Vi (x,"\) E A nen x E Y, va co h~ng 86 M' > 0 8aa cha Ix'(t)1 :::;

M', t E J Da do IN(x, "\)(r)1 :::;"\rjJ(r)+ (1 - "\)(M' + £2)' Ma ta co

va nhti vf!,y thlly(t)l ~ II (A4>(r) + (1 - A)(M' + L,))drds. Nhting

ly(t)1 « l' [(AII4>II£'(1) + (1 - A)(M' + L2))drds.

D@nday ta khing dint ly(t)1 bi chi;in: ly(t)1 :::;M, M > 0 1a mQth~ng 86 Di~u nay co nghia 1a ID-1 N(x, "\)(t)1 = \y(t)\ :::;M vdi mQi

t E J Ma (x,"\) E A bilt ky lien D-1 N A bi chi;in d~u.

Trang 7

danh gia AII</YII£l(J)+ (1- A)(M' + L2)) ~ 11</YII£l(J) + (M' + L2) DM

C = 1I<pII£l(J)+ (M' + L2) thi C > O.Ta co

+ K@thQp D-1 NAb! ch[[tnd@uva D-1 N A dong lien t~c, theo d!nh

ly Ascoli-Arzela, D-1 N la toan tv compact tren Y x [0,1].

c) Phuong trinh x"(t) = Af*(t,x(t),Fx(t),x'(t), Hx'(t), A) duQc vi@t

thanh Dx = AN(x, A) Ta vi@tlC;1i t~p 0, v6i n E N tuy y:

0 = {x E Y/llxll < max{L2, -Ld +~,

L1 - ~ < x'(t) < L2 +~, t E J}.

Theo bE>d@2.1, v6i A E (0,1), n@ux la nghi~m cua phuong trinh

x"(t) = Af*(t, x(t), Fx(t), x'(t), H x'(t), A)

thi x ph.:Uthoa L1 ~ x'(t) ~ L2,t E J va Ilxll ~ max{ -L1, L2} Noi

khac di, x kh6ng th@ n~m tren BO Nhu v~y, Dx - AN(x, A) -I 0 v6i

ffiQi(x, A) E (domD n BO) x (0,1).

Cac di@uki~n trong bE>d@1.1 duQc thoa man Do do, phuong trinh

Dx = N(x, 1) co nghi~m trong domDn 0, hay bai toan sail co nghi~m

trong 0:

x"(t) = 1.f*(t, x(t), F(x)(t), x'(t), H(x')(t), 1),

a(x) = 0, x'(l) = O.

Ta chi con ki@mtra r~ng day chinh la (2.1)(2.2).

Ilxll ~ max{ -L1, L2} + ~.Cho n ~ +00 ta co L1 ~ x'(t) ~ L2 vaIlxll ~ max{ -L1, L2}.

Trang 8

2.1.2 Bai toan bien thil hai

Khi A = B = 0 ta co (2.7)(2.8):

X"(t) = f(t, x(t), F(x)(t), x'(t), H(x')(t)),

a(x) = 0, x'(O) = o.

(2.7) (2.8)Di~u ki~n (A2) cua 1: T6n t~i £1 :::;;0 :::;;£2 saG cho

f(t,x,u,£2,W):::;; 0:::;;f(t,x,u,L1'W) v6i hall h@tt E J va v6i mQi (x, u, w) E [£1, £2; F, H]IR.

Tru6c h@tta xU'1y di~u ki~n bien a(x) = 0, x'(O) = O.

a) Thay t = 1- s, dM x(t) = u(s) Ta co u(s) = x(1 - s).

Tti do u'(s) = -x'(1 - s), u'(I) = -x'(1 - 1) = -x'(O) = 0 va

U"(s) = x" (1 - s) = x" (t).

V6i x E X ta d~t x* 1a ham x*(t) = x(l-t), t E J R6 rang x* E X.Boi u*(t) = u(l-t) = x(t) nen x = u*; va boi -(u')*(t) = -u'(I-t) =

(u(1 - t))'(t) = x'(t) ta vi@tx' = -(u')*.

D~t a* : X -+JR.,F*, H* : X -+X 1a cac ham dinh boi

a*(x) = a(x*),

H*x(t) = Hx*(1 - i), t E 1.

Trang 9

Vi a*(x) = a(x*) ta co a*(u) = a(u*), ma u* = x lien a(u*) = a(x).

N~ua(x) = 0 thl phai co a(u*) = 0, hay la a*(u) = O.

b) Ta ki@mchang a* E A, F*, H* E V.

+ a* tuy~n tfnh, bi ch~n va tang.

Thi;itv~y, l~y x,y E X b~t ky va c E IRtuy y ta co a*(x + cy) =

nen (x + cy)*(t) = x*(t) + cy*(t) Do a tuy~n tfnh lien a(x + cy)* =

a(x*) + ca(y*) Suy ra a*(x + cy) = a*(x) + ca*(y): a* tuy~n tfnh.

a* bi ch~n: Ila*(x)11 = Ila(x*)11~ M.llx*11= M.llxll,Vx E X.

Cia s11co x, y E X saGcho x(t) < y(t) vdi t E J Th~ thl x(l

-t) < y(l - t), va x*(t) < y*(t) VI a tang lien a(x*) < a(y*), hay la

a*(x) < a*(y) Do do a* la ham tang

Vi;iya* E A.

+ Bay gid ta ki@mtra F* E V H* E V la hoan toan tuong t\!.

TrUdCtien ta chang minh F* lien t\lC tren X.

L~y {xn} eX, Xn -+X E X khi n -++00 Ta c§,n F*xn -+F*x

IFx~(1- t) - Fx*(l - t)1 ~ IIFx~- Fx*ll.

Vi F lien t\lC tren X lien khi x~ -+x* thl IIFx~- Fx*11 -+O Day

la di~u ta dang c§,n:F*Xn -+F*x trong X hay F* lien t\lC tren X.

D@co F* bi ch~n ta S11d\lng tfnh bi ch~n cua F Vdi x E ~ b~t

ky, ~ bi ch~n trong X, ta co x* E ~ va IIF*xll = IIFx*ll Ma IIFx*11

bi ch~n lien IIF*xll cling bi ch~n

Ta da ki@mtra xong F* E V H* E V tuong t\!.

c) Vdi t = 1- s thl Fx(t) = (Fu*)(t) = (Fu*)(l - s) = F*u(s) va

Hx'(t) = H( -(u')*)(t) = H( -(u')*)(l - s) = H*( -(u'))(s).

Trang 10

x, u, v, wEIR, khi do phuong trlnh (2.9) dU(5cvi~t 130

u"(s) = g(s, u(s), Fgu(s), u'(s), Hgu')(s)).

Nhu v~y, (2.7)(2.8) dU(5cdua v~ (2.10)(2.11):

u"(s) = g(s, u(s), Fgu(s), u'(s), Hgu')(s)), (2.10)

Tit a), b), c) ta k~t lu~n n~u bai toan (2.10)(2.11) co nghi~m u thl bai toan ban dati (2.7)(2.8) se co nghi~m x = u*, x(t) = u(l-t), t E J.

Sv t6n t~i nghi~m cua (2.7)(2.8) dU(5cth@hi~n trong dinh ly 2.2.

D!nh 15' 2.2 Cia 871f thoa di€u ki~n (A 2) The thi (2.7)(2.8) co nghi~m thoa (2.6).

Chung minh. Ta ap d\lng dinh ly 2.1 cho bai toan (2.10)(2.11) b~ngcach ki@mchllng di~u bell du6i

v6i hall h~t t E J va v6i mQi(x, u, w) E [-L2, -L1; Fg,Hg]]R.

Tru6c tien ta chllng minh p(Fg, [-L2, -L1]x) ~ p(F, [L1,L2]x).L~y y E [-L2, -L1]x b~t ky Ta co Ilyll ~ max{ -L1, -( -L2)} =

max{ -L1, L2}, ma lIy*11= Ilyll nen Ily*11 ~ max{ -L1, L2}, tllC 130 y* E [L1, L2]x.

Hon mia, v6i t E J, Fgy(t) = F*y(t) = Fy*(l - i), IFgy(t)1 =

IFy*(l - t)j ~ IIFy*ll VI y* E [L1, L2]x nen IIFy*11 ~ p(F, [L1, L2]x) Tit do, IFgy(t)1~ p(F, [L1,L2]x), r6i suy ra IIFgyll ~ p(F, [L1,L2]x).

Trang 11

Phuong trlnh x"(t) = f(t,x(t), Fx(t),x'(t), Hx'(t)) trCJ.th~1llh

u"(s) = f(l - s, u(s), F*u(s), -u'(s), H*( -(u'))(s). (2.9)

Vdi Y E X, t E J, di;it Fgy(t) = F*y(t) = Fy*(l - i), Hgy(t) = H*(-y)(t) = H( -y)*(l - t) thl Fg,Hg xac dinh va la cac ph§,n tv cua

t~p D Ti~p t\lC di;itg(t,x,u,v,w) = f(l- t,x,u, -v,w) vdi t E J va

x, u, v, w E ~, khi do phuong trlnh (2.9) duc;Jcvi~t la

u"(s) = g(s, u(s), Fgu(s), u'(s), Hgu')(s)).

Nhu v~y, (2.7)(2.8) duc;Jcdua ve (2.10)(2.11):

Tl1a), b), c) ta k~t lu~n n~u bai toan (2.10)(2.11) co nghi~m u thlbai toan ban d§,u (2.7) (2.8) se co nghi~m x = u*, x( t) = u(l- t), t E J.

Sv ton ti;1inghi~m cua (2.7)(2.8) duc;Jcth~ hi~n trong dinh 15'2.2

D~nh ly 2.2 Gia sV: f th6a di€u ki~n (A2). Th~ thi (2.7)(2.8) co nghi~m th6a (2.6).

Chung minh. Ta ap d\lng dinh 15'2.1 cho bai toan (2.10)(2.11) b~ngcach ki~m chang dieu bell d udi

g(t,x,u, -L2,w):::;; 0:::;;g(t,x,u, -L1,w)

vdih§,uh~t t E J va vdi mQi(x, u, w) E [-L2, -L1; Fg,Hg]rn;.

Trudc tien ta chang minh p(Fg, [-L2, -L1]x):::;; p(F, [L1,L2]x) Lfty y E [-L2, -L1]x bftt ky Ta co Ilyll :::;;max{ -L1, -( -L2)} =

max{-L1, L2}, ma Ily*11 = Ilyll lien Ily*11:::;;max{ -L1, L2}, tac la

y* E [L1,L2]x.

Hon nfi'a, vdi t E J, Fgy(t) = F*y(t) = Fy*(l - i), IFgy(t)1 =

IFy*(l - t)1 :::;;IIFy*ll VI y* E [L1, L2]x lien IIFy*11 :::;;p(F, [L1, L2]x) Tl1 d6, IFgy(t)l:::;;p(F, [L1,L2]x), roi guy ra IIFgy11 :::;;p(F, [L1,L2]x).

Trang 12

IIFgyl1~ p(F, [L1, L2]x) v6i y E [-L2, -L1]x btit ky Nhu th@ thl

p(Fg, [-L2, -L1]x) ~ p(F, [L1, L2]x).

Vi~c kH~mtra p(Hg, (-L2, -L1)x) ~ p(H, (L1' L2)X) la tuong tV'.Ltiyz E (-L2, -L1)x tuy y, ta chang minh duQc IIFgZl1~ p(H, (L1, L2)x).

Bay gid, trd 11;1ibai toan dang xet, ltiy (x, u, w) E [-L2, -L1; Fg, Hg]JR

btit ky thl se colxl ~ max{-L1,-(-L2)} = max{-L1,L2)}, lul ~

p(Fg, [-L2, -L1]x) va Iwl ~ p(Hg, (-L2, -Ldx). Cling v6i hai k@t

qua tren day ta khiing dinh ding n@u (x, u, w) E [-L2, -L1; Fg, Hg]JR thl (x, u, w) E [L1' L2; F, H]JR.

Llic nay theo di~u ki~n (A2) cua ham f ta co

f(1 - t, x, u, L2, w) ~ 0 ~ f(1 - t, x, u, L1, w).

Ma g(t,x,u,-L2,w) = f(l- t,x,u,L2,w), g(t,x,U,-L1'W)

g(t,x,u, -L2,w) ~ 0 ~ g(t,x,u, -L1,w).

Cac di~u ki~n cua dinh ly 2.1 duQc thoa man Bai toan (2.10)(2.11)

co nghi~m u thoa Ilull ~ max{ -L1, L2}, -L2 ~ u'(s) ~ -L1, S E J.

Nghi~mcua bai toan (2.7)(2.8)la x = u*,x(t) = u(1 - t), t E J Do

lIu*11= Ilullva x'(t) = -u'(1 - t) nen nghi~m x nay thoa (2.6):

Ilxll~ max{-L1, L2}, L1 ~ x'(t) ~ L2,t E J.

2.1.3 Bai toan bien thil ba

Khi A = B = 0 ta co (2.12)(2.13)

x"(t) = f(t, x(t), F(x)(t), x'(t), H(x')(t)), (2.12)

Trang 13

j(t, X, ii, L1, w)

j(t,x,ii,L1 -

~,w) g(L1' -~, v) j(t,x,ii,v,w) j(t, X, ii, L3, w)

L4 < V L2 + 1n < v :( L4

L2 + 1.n < v :( L2 + 1n

L2 < V :( L2 + 1 n L1 :( V :( L2

Chung minh. Ta ki~m tra l§,nlu<;:Jtcae tinh chat cua ham Caratheodory

Truae het ta khiing dtnh, khi n du lOn, hn(t, x, u, v, w) = j(t, X, ii, V, w) vai mQi t E J, (x, u, v, w) E }R4.ThM v~y, l&y t E J, (x, u, v, w) E }R4tuy y, n ) no, xet eae trudng h<;:Jpsail.

Nell v) L4 thl hn(t,x,u,v,w) = j(t,x,ii,L4,w) = j(t,x,ii,v,w).

Trang 14

N~u v:( L3 thl hn(t,x,u,v,w) = j(t,x,u,L3,w) = j(t,x,u,v,w).

N~u L2 < V < L4 thlluon co j(t,x,u,v,w) = j(t,x,u,v,w). Vi

N~u L1 :( V :( L2 thl co ngay hn(t, x, u, v, w) = j(t, X,U,v, w) v6i

N~u L3 < V < L1 thl j(t,x,u,v,w) = j(t,x,u,v,w), ta co mOt

86 n2 ;:: no sao cho 1n < L1 - v khi n ;:: n2, tac la L1 - 1n > v khi

Lay (x,u,v,w) E }R4bat ky Gilt sit {xd, {ud, {vd, {Wk}la cac

day Iftn 111<;JthOi t1.lv~ x, u, v, w, ta chang minh hn( t, Xk, Uk,Vk, Wk) ~

th~ vi§t hn(t, Xk, Uk, Vk, Wk) = j(t, Xk,Uk,Vk,Wk) va hn(t, x, u, v, w) =

f(t, x, u, v, w) Do do, d~ sit d1.lngdl1<;1c tinh lien t1.lCclia j(t,., ,.,.) ta

phlti co Xk~ X,Uk~ U,Vk~ V,Wk ~ w Chang minh Xk ~ X,Uk ~

U,Wk -+ w hoan toan tl1dng tv chang minh Vk~ V.

Ta vi§t lq.i ky hi~u f):

A

y=

L4 Y L3

y> L4 L3 :( Y :( L4

Y < L3'

Trang 15

+ N@uv > L4 thl V = L4 Do Vk-7 v lien ton t9>is5 k1 saD cho

L4 - E < Vk ~ L4} V6i k ~ k1 tuy y, n@u k E C1 ta co IVk - vi =

IL4- L41 = 0 < E, con n@uk E C2 thl Ivk - vi = Ivk - vi < E.

+ N@u L3 < V < L4 thl v = v Cling do Vk-7 v lien ta Urn du<;1c

mOt k1 saD cho L3 < Vk < L4, k ~ k1 Ta co Vk = Vk, k ~ k1 R6 rang

Vk = Vk -7 V = V.

+ Trudng h<;1pv = L3 gi5ng trudng h<;1pv = L4, con v < L3 gi5ng V> L4-

Ta khiing dtnh du<;1Cn@uVk -7 v thl Vk -7 v.

Ta da chang rninh xong hn E Car(J x JR4)v6i rnoi n dli 16n. D

Chli Y 2.2. Neu {xn}, {un}, {vn}, {wn} la cae day ham Ian lurt h(Ji t'l),vt x, u, V, w trong X th'i ta co v(ji hau het t E J

-hn(t, xn(t), un(t), vn(t), wn(t)) -7 f(t, x(t), u(t), v(t), w(t))

khi n -7 +00.

Chung minh. Theo chli y2.1, ta tlrn dU<;1Cn1 d~ khi n ~ n1 thl se co

JR4tuy y Do do, n@u n- - ~ n1 thl hn(t, xn(t), un(t), vn(t), wn(t)) =

f(t, xn(t), un(t), vn(t), wn(t)).

Vi Xn -7 x trong X lien xn(s) -7 x(s) v6i rnQi s E J Trong chli y

2.1 ta da chI ra n@uday s5 {an} hOi t\l v@a thl an hOi t\l v@a Sit d\lng-

di@unay v6i an = xn(s), a = x(s) ta co xn(s) - -7 x(s), s E J b§,t ky.

TucJng tv, un(s) -7 u(s), vn(s) -7 v(s), wn(s) -7 w(s) v6i s E J b§,t

ky

Trang 16

Li;1ico j(t,.,.,.,.)- lien t\IC tren JR4 v6i hiiu h@t t E J Th@ thl~

-j(t,xn(t),un(t),vn(t),wn(t)) -+ j(t,x(t),u(t),v(t),w(t)):~

-hn(t, xn(t), un(t), vn(t), wn(t)) -+ j(t, x(t), u(t), v(t), w(t)). 0

b) Di~u ki~n (A3) cua j d uqc sU'd \Ing

(A3) T6n ti;1iL1 ~ 0 ~ L2, L3 ~ 0 ~ L4 sao cho

j(t,x,u,L1,w) ~ 0 ~ j(t,x,u,L2,w),

j(t,x,U,L41W) ~ 0 ~ j(t,x,u,L3,w) v6i hiiu h@t t E J va v6i mQi (x, u, w) E (L, M; F, H)ITJ!.,trong do

L = min{Ll, L3} con M = max{L2, L4}.

c) Xet bai tmin (2.15) v6i di~u ki~n bien (2.13), A E [0,1], n ) no:

x"(t) = Aj~(t,x(t),Fx(t),x'(t),Hx'(t),A), (2.15)

ham j~ bi@udien nhu sau v6i t E J, (x,u,v,w) E JR4,A E [0,1],

ham hn xac dinh d a), va p : JR-+ JR lien t \IC tho a

p(v) ) 1, v E [L3 - l , L3] U no [L2' L2 + l no] ,

Bd d~ sau cho danh gia v~ nghi~m cua bai to an (2.15) (2.13) khi

L3 < L1, L2 < L4 Nhiic li;1i,Slj t6n ti;1icua no EN, la s6 sao cho

L2+ ;0 < L4,L1 - ;0 > L3, da duqc kh~ng dinh tru6c do.

B5 d~ 2.2 Cia SV:j thoa di€u ki~n (A 3), L3 < L1,L2 < L4, va bai

loan (2.15)(2.13) co nghi~m x vrJiA E (0,1) va n) no Tht thi ta co dank gia sau, t E J, n ) no,

L3- - ~ x(t) ~ L4 + -, L3 - - ~ x (t) ~ L4 + -.

Chung minh Theo di~u ki~n bien (2.13), x(O) = x(l) = 0, ta tlm

duqc a E (0,1) sao cho x'(a) = O

a) Gia sU'max{x'(t)jt E [0,an = x'(to) > L2+ * se daTI d@nmQt di~umati thuan

Trang 17

+ Trudc tien ta chung mint co mQt khaang [" v] C (to, a) saG cha x'(v) = £2,x'(,) = £2 + ~ va vdi t E b, v] thl £2 ~ x'(t) ~ £2 + ~.

Phuong trlnh x'(t) - £2 - ~ = 0 (thea bi§n t) co nghi~mtl E (to,a)

bdi x'(to) > £2 + ~ va x'(a) = 0 < £2 + ~

L§.y, = max{t2 E (to, a) : X'(t2) = £2 + ~} Khi do x'(,) =

£2 + ~,x'(,) > £2 K§t hQp vdi x'(a) = 0 < £2e), phuong trlnh

x'(t) = £2 co nghi~m t2 E (" a).

L§.y v = min{t2 E (" a) : X'(t2) = £2} R6 rang b, v] c (to,a),

£2 +~ Ta ki@mchung khing dint nay

Gia su t6n t:;tit E b, v] : x'(t) > £2 + ~ Duong nhien t i- "t i- v Bdi x'(a) = 0 < £2 + ~ nen ta Urn duQc mQt t3 E (t, a) saG eha

X'(t3) = £2 +~ Da, = max{t2 E (to, a) : X'(t2) = £2 +~} nen t3 ~ ,.

Day Ia di~u vo If VI t3 E (t, a) va t E b, v] thl phai co , < t3 Vf!}.yta

eo x' (t) ~ £2 + ~, t E b, v].

+ Khi co khaang b, v] c (to, a) saG cha x'(v) = £2, x'(,) = £2 + ~,

lTa dang xet £2 > O N~u £2 = 0 thl ta van tlm dll<;iCmQt khoang b, v] E (to, a) saD cho

x'(~) = £2 + ~,x'(v) = £2, d6ng thai £2 :::;x'(t) :::;£2 + ~,t E b,vl Th~t v~y, lily v = min{t E

(to,aI,x'(t) = O},viq = max{t E (to, v), x'(t) = £2 +~= ~}, thl b, v] lit khoang d.n till Chi d.n ki~mchung £2 :::;x'(t) :::;£2 +~, t E [" vI N~u co t E [" v] saGcho x'(t) > £2 +~thl do x'(v) =0

nen co tl E (t,v): x'(td = £2 +~, mall thuan voi ~ = max{t E (to,v),x'(t) = £2 + ~= ~} N~u

cot E b,v] saGcho x'(t) < £2 thl do x'(T) =£2+ ~nen co mQt t2 E (T,t): x'(t2) = £2 = 0, mall thuan voi v = min{t E (to,a],x'(t) = O}.

Ngày đăng: 10/04/2013, 11:45

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w