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

Mở rộng và ứng dụng bổ đề Gronwall -BellMan 7

21 366 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 Mở rộng và ứng dụng bổ đề Gronwall -BellMan 7
Tác giả Hoang Thanh Long
Trường học Trường Đại Học
Chuyên ngành Toán học
Thể loại Luận văn
Định dạng
Số trang 21
Dung lượng 4,76 MB

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

Nội dung

Luận văn thạc sĩ toán học -ngành Toán Giải Tích -Chuyên đề :Mở rộng và ứng dụng bổ đề Gronwall -BellMan

Trang 1

MiJr{}ngva ung d1!ngBli d€ Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

CHUaNG 2

Trang chuang 1 chung Wi da trlnh bay mQt 86 k€t qua md rQng d(;mg tuy€n tinh d6i voi ham u(t) Trang chuang nay chung Wi neu md rQng mQt 86d(;lngphi tuy€n d6i voi ham u(t)

2.1 B6 d~ b6 trQ (Xem [5]).

Cho u( t) la ham duong, khd vi tren Q, a( t), b( t) la cac ham lien tl:lc

tren Q va p 20 la mQt hdng so: Gid si/:co bat dcing thuc

tp = SUp{tEQ Iuq(to) + qJtortb(s)exp[ -q r~a(r )drJds > OJ.Jto

Chung minh b6 d~ b6 trQ Xem [5].(0)

2.2 Dinh Iy 2.1.

Cho u(t) la ham lien tl:lCtren Q Gid si/:art), bet), cp(t)la cac ham lien

Trang 2

Mil ri)ng va ring d(tng Bd d~ Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

tf:lC,khong am tren £2 Ne'u

u (t)~a(t)+2b(t) Jtocp(s)u(s)ds, l7tEQ, (2.4 )

thi

1

lu(t)1 ~(a(t)+b(t) rto[cp2(s)+a(s)]exp[ fb(r)drJdsj2, s [7tE£2(2.5)

Chung minh dfnh If 2.1 Di;it

vet) = 2 rt <p(s)u(s)ds, 'v'tEQ

Lffy d~o ham hai vii cua (2.6), ap dl;lng bfft d~ng thlic Cauchy va kiithqp voi (2.4), ta duQc:

v'et) ~ <p\t) + aCt)+ b(t)v(t). (2.7)Suy fa

vet) ~ fto [cp2(S)+ a(s)]exp[ fb(f)dfJiS].s

Thay vao (2.4) va Iffy din, ta duqc (2.5).(0)

(2.8)

2.3 Dfnh If 2.2.

Cha u( t), b( t), <P( t) la cac ham lien tf:lC,khong am tren £2 0 ::;p :;z!: 1, a

la cac hang so: Gid sit b(t) la melt ham khong gidm va khd vi tren £2 Ne'u

u(t)~a+b(t) rt <p(s)uP(s)ds, l7tEQ,

Trang 3

MlI ri)ng va ung d~tngBif d€ Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

Chung minh dinh Iy 2.2 E>~tvet) la v€ phili cua (2.9) Khi do, ta co:

b'(t)viet) S -[ vet) - a] + b(t)qJ(t)vP(t)

-vet) s;exp[ r -ds]{aq + q rqJ(s)b(s)exp[-q r -dr]ds}q (2.12)

Jto b(s) Jto Jto her) .

I

V~y vet) S;betH [~]q + q rt lp(s)bP(s)ds}4(D)

2.4 Dinh Iy 2.3.

Cho u(t),fer), qi.t) la cac ham lien t¥c, khong am tren Q 0 ~p <1 la

m(jt hling so: q =1 - p Ne'u

u( t) S;f (t) + rtlp(s )uP (s )ds, VlEQ,

thi

I

u(t) S;fer) + [M<f + q f0qJ(s)ds/q VlEQ, (2.14 )

Chung minh dinh Iy 2.3 E>~t

Trang 4

MiJri)ng va ung d(tng Bd di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

Chia hai v€ cua (2.16) cho [M +v(t)]P, ta dtiQc:

Llli)n van th{lc sf loan h{Jc Mil nganh : 1.01.01

Trang 5

Mil ri}ng va ung d1!ngBfl di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

c Ntu p >1 thz

1

u(t)::; c{exp[ q 1: a( s)ds] + c-'1q1: b( s)exp[ qra(r )dr ]ds}q (2.23)

VtE[to,tp), t =Sup{tEQlexp[q fJ Jtorta(s)ds]/q{-q Jtort b(s)ds]}q >c}.

Chung minh dinh If 2.4 Ta chung minh r5 rang nhusau:

D~t vet) la vfi phai cua (2.20) Ta co:

Cho u( t), a( t), b( t) la cac ham lien tl;lc,khong am tren Q, c ;:::0, p ;:::0,

0 ::;q ::;1 la cac hang so: p ;:::q Ntu

u( t) ::;c + rt a( s )uP ( s )ds + rt b( s )14'1(s )ds, tit ED.

Trang 6

MlJrl)ng va ung dljng Bd dff Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

'r7tE[ta,tp), t p =Sup{tEQI(p-l) J~rta(s)KI-q(s)ds<l},

trong cae bat dcing thac tren K (t) =c1-q + (1- q) rt b( s )ds Jto (2.29)

Chung minh djnh Iy 2.5 £)~t vet) Ia vfi phiii cua (2.25) Khi do, ta co:

v'et) = a(t)uP(t) + b(t)uq(t),Soa(t)vP(t) + b(t)vq(t),

So[a(t)vp-q(t) + b(t)]vq(t) (2.30)Chuy~n vg(t) sang tnii va Iffy tkh phan hai vfi tll to dfin t, ta dU<;lc:

vI-get) Socl-q + (1- q) rt[b(s) + a(s)vp-q(s)]ds

£)~t yet) =vi-get) va e = p- q

1-q'Tll (2.31), ta dU<;lc:

a Nfiu e =1, tuc Ia p =1, tll (2.32), ta co:

Ap d1;1ngdinh Iy 1.5, ta du<;lc:

Trang 7

MlIri)ng va llng d~tngBli di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

yet) ~ cl-q exp[(I- q) Jtort a(s)ds]

+(1- q) (b(s)exp[(I- q)fa(r)dr]ds (2.34)net) ~ exp[ (a(S)dS]

hay net) ~ [ZI-q (t) + (1- p) rt a(s)ds]I-PJto (2.37)

c N€u 8 > 1, tuc la p > 1, ap dl;lng d~nh ly 2.10 vao (2.32), ta duQc:

u(t)~a+ rtb(s)uP(s)ds+ rt r~K(s,1:)uP(1:)d1:ds

Jto Jto Jto

+ rt r~ rt h(s,1:,a)uP(a)dad1:ds, VtEQ,

trang do 0 < a la mQt hang so'va 0 :;;p ::;z!: 1 thi

Trang 8

M1Jri)ng va ung d(tng Bd di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

I

u(t)~{aq+qr[b(s)+ rK(S,T)dT+ rs r'h(S,T,cr)dTdcr]dsjq,(2.40)

Jto Jto Jto Jto

tit E{ to ,tp),

tp=SUp{tEQ Iaq + qfto [b( s) + Jtorl' K( s, T)dT + Jto Jtor r'h( s, T,cr)dTdcr]ds > OJ.

Chung minh djnh ly 2.6 Xem [2].(0)

2.8 Bjnh ly 2.7 (Xem [2]).

Cho u(t), b(t), K(t,s), h(t,s, a) la cac ham lien tl;lc,khong am trong to::;

, ? ?

a::; s ::;t ::;tj va gza sa

u(t)~a(t)+ rt b(s)uP(s)ds+ rt r~K(S,T)UP(T)dTds

Jto Jto Jro

+ rt r r'h(s,T,a)uP(a)dadTds, 'r/tEQ,

trang do a(t) 20 la mqt ham so' lien tl;lc,khong gidm tren Qva O::;p;z: Jla ml)t h!:ingso:Ta co:

]

u(t)~{Aq(t)+q rt[b(s) + rK(S,T)dT+ r r'h(S,T,cr)dTdcr]dsjQ,(2.42)

Jto Jto Jto Jto

tltE[tO,tp),A(t) =Sup{a(s)lsE[to,tJ},

tp= Sup{tEQIAq(t)+q Jtort (b(s) + r~K(S,T)dT+ rs r'h(S,T,cr)dTdcr]ds> OJJto Jto Jto

Chung minb djnb ly 2.7 Xem [2].(0)

+ + Ja (Ja ( Ja- Kn(t,tl' ,tn)uP(tn)dtn) )dt]], 'r/tEJ,(2.43)

Lllqn van th{lc sF loan h(JC Mil nganh : 1.01.01

Trang 9

MiJ rl)ng va ling d~tngBd di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

trang doa > 0 va 0 S'p :/=1la cac hang so: Ki (t,t], ,U la ham so'lien tl;lc,

khong am trang Ji WYi i =1, ,n Gid sit a:i ton tc;zi,khong am va lien tl;lc

trang Ji wJi i =1, ,n Khi do, ta co:

wJi mQi ham lien tl;lcw( t) trang J.

Chung minh dfnh ly 2.8 Xem [2].(0)

Dinh 19sau day Iii h~ qua cua dinh 192.8.

2.10 Dfnh ly 2.9 (Xem [2]).

Cha u(t) la ham lien tl;lc,khong am tren J = [a,fJ] Gid sit

u(t)~a+ (K(t,s)uP(s)ds+ ({h(t,s,i:)uP(r)di:ds, WEJ, (2.4 7)

trang do a > 0 va 0 S'p :/=1 la hang so:' K(t,s) va h(t,s, r) la cac ham lien

Trang 10

MlJr(mg va ung dl.lng Bd di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

, < < < <j3. Kh ' d ' ,

vO'l a - 'f - S - t - 1 0, ta co:

I

u(t)::=;;[ail + q L (R( s) + Q(s))dsjq, b1E[ a,fJJ), (2.48)

Cho u(t), b(t) la cae ham lien tl:le,khong am tren 12 K(t,s), h(t,s, (J) la

cae ham lien tl:le, khong am trong to::; (J ::;s ::;t ::;tJ va gid SU:

u(t)::=;;a(t)+ r b(s)uP(s)ds+ rt C'IK(s,1:)uP(1:)d1:ds

+ rt rs r' h(s,1:,a)u"(a)dad1:ds, L7tEQ,

trang do a( t) ;:0 la melt ham so' lien tl:le,khong gidm tren Q, 1 < p la hang so: Ta co:

Cho u(t), b(t), K(t,s), a(t) la cae ham lien tl:le,khong am trong to::;s::;

Trang 11

MlJ r{}ng va ung d~tngBd d~ Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

J3r =SUp{tEQ I rd' rtB(s)ar(s)ds<l}var=p-l Jto

Chung minh dinh Iy 2.11 Ta chung minh ro rang nhu sail: D~t

vet) = rt b(s)uP(s)ds + rt rs K(s, T)uP('r:)d'T:ds

Jto Jto Jto

(2.57)

La'y dqo ham hai vS (2.57), ta du<;jc:

v'(t) = b(t)uP(t) + rt K(t, 'T:)uP('T:)d'T:.Jto

s; B(t)aP(t)[a+v(t)]p

S;R(t)a+R(t)v(t)

vdi R(t) =B(t)aP(t)[a+v(t)]P-l.

(2.58)(2.59)

Nhan hai vS (2.61) vdi exp[-r r R(s)ds] va la'y tkh phan hai vS tu toJto

Trang 12

MlJrQng va ling d1!ngBd d~ Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

Cha u(t) ;;:0, art) ;;:0, b(t) > 0, la cac ham lien tl;lctrang J =[a, 13],

Gid sit aCt) la mot ham tang trang J,

u(t) :::;a(t) + b(t)[ IK/t,tl)UP (tl )dt)

rl r/l rn I

+ + Ja ( Ja ( Ja- Kn(t,tl' ,tn)uP(tn)dt,J )dt1J, MEJ,(2.65) trang do p > 1 la m(Jt hiing so: Ki (t,tj, ,ti) la ham so'lien tl;lc, khong am trang Ji wJi i =1, ,n, va a:i tbn t(li, khong am va lien tl;lctrang Ji wJi i =

1, ,n Khi do, ta co:

Trang 13

M1Jri)ng va ung d(tng B6 di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

vcii mqi ham lien tZ:tcw( t) trang 1.

Chung minh djnh ly 2.12 Xem [2].(0)

Dinh 1y sau 1a h~ qua cua dinh 1y 2.12

2.14 Djnh ly 2.13 (Xem [2]).

Cha u(t) 2:0, aCt)2:0, bet) > 0, la cac ham lien tZ:tctrang J = [a,/3J.

Gid sit aCt) la mot ham tangtran g 1 Ne'u

Suy fa tll dinh 1y 2.12 khi P =n, K1(t,tl)= K(t), Kj = 0, i ~ 2.(0)

Trang 14

Mi'Jrf)ng va ung dz.mgBd di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

2.15 Dinh If 2.14.

Cha u(t), art), b(t,s) la cac ham lien tf:tC,khong am trang to:5:s :5:t:5:

tJ Gid sit

u(t)s,c+ rta(s)uP(s)ds+ r r~b(s,'t)u([)d'tds,WED,

trang do c ~ 0, p la cac hling so: q =1 - p Khi do tily rhea p, ta co cac kef

Chung minh dinh If 2.14 Tuong tv chung minh dinh 1y2.4.

Di\ltvet) 1Av€ phai cua (2.71) Khi do, ta co:

v'et) s, a(t)vP(t) + vet) rt bet, 't)d't

Ap dl:mg b6 d~ b6 trQ, ta duQc a, b, c.(D)

Trang 15

Mli ri)ng va ung dljng Btl di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

2.16 Dfnh Iy 2.15.

Cha u(t), art), b(t,s) la cac ham lien tl;lc,khong am trang tossststj

, ? ?

va gza sa

u(t)sc+ fl a(s)u(s)ds+ r r~b(S,1)U]J('t)d1ds, btEQ,

trang do 0 :::;c, p la cac hang sa, q =1- p Khi do tuy thea p, ta co cac kit

C < (exp[ q flo+h a( s )ds J) -q {-q flo+h flo+hb( s, r )drds] if.

wJi h > 0 new do thi wJi to.st sto + h, ta co:

Cha u( t), qX t) la cac ham lien tl;lc,khong am tren Q va thoa man

u(t) s M + fl cp(s)g(u(s))ds, btEQ,

Trang 16

Mli rf)ng va u'ng d~tngBd de' Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

trang do M la hang so' khong am va g: IR+ -f (0, ro) la ham tang, lien tl;lC Khi do, ta co:

Gid sa u(t) la ham lien tl;lc,khong am tren Q saD cha

Trang 17

Mll ri)ng va ung d(tng Bii di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

f~(t)

u(t) sf(t)+ K(t,s)g(u(s))ds, btEn,

v6'i cac hamf(t), fjJ(t),K(t,s), g(u) thoa man cac ddu ki~n sau:

a f(t) la ham khd vi, khong am va khong gidm tren 0;

b fjJ(t)la ham khd vi, khong gidm tren ova fjJ(t)::;t, fjJ(ta)=ta;

c 0 < g(u) va khong gidm tren

IR+,-d 0::; K(t,s) la ham lien tl;lctren ox.ova co dqLOham rieng the a t la ham khong am, lien tl;lc;

e f'(t){ 1 I} S 0, t En, v6'i 77la ham lien tl;lc,khong am tren

g(7J(t))

.ova G dtnh ngh'ia nhu:(2.87).

Khi do, ta co:

u(t) S G-1 (G( f(to)) + f(t) - f(to) + Lcprs)dsJ, bt E[ta,a), (2.89)

a =Sup(t E.o IG( f(to)) + JtJf'( s) + cprs)Jds E Dom(G- )}

Chung minh dinh ly 2.18 Ta chung minh r6 rang nhli sail:

f)~t vet) la v6 phiii cua (2.88), Iffy d(;loham hai v6, ta dli<;1c:

Tli (2.92) va di~u ki~n e, ta dli<;1C:

Lllfjn van th{lc Sf loan h(JC Mil nganh : 1.01.01

Trang 18

MlJ ri)ng va ling dl;l11g Bd de'Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

Xo= sup{xE[a,bJI{G(u(a))- (/ cp(S)dsjEDom(G- )j.

Chung minh dinh Iy 2.19 Xem [3].(0)

2.21 Dinh Iy 2.20 (Xem [3]).

Cho u(t), art), b(t) la cac ham duClng, lien tl:lCtren [c,dJ; k(t,s) la ham khong am, lien tl:lCwJi C ::;s ::;t ::;d; 0 < f( u) la ham lien tl:lC,tang ngc;it; 0

< g(u) (u > 0) la ham lien tl:lC,khong gidm.

Niu A(t) = Supa(s), B(t) = Supb(s), K(t,s) = Supk(cy,s) thEta

Trang 19

MiJ rl}ng va ung d(tng Bll di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

u(t) ::;f-I [G-I (G( A(t)) + B(t) f K(t,s)ds} J, (2.98)

V'tE[c,d') va G(u)= r ~~ ' (E>O, u>O),

d' =max{r E [c,dJ I G[ A(r)J + B(r) fK(r,s)ds::; G[ f(oo)]}.

Chung minh djnh IS'2.20 Ta co th~ chung minh r6 rang nhu sail:

E>~tvet) la vii phai cua (2.97)

Voi m6i TE[C,d], xet c::; t::; T::; d Ta co:

v(t)::; A(T) + B(T) fK(T,s)g(u(s))ds (2.100)Liy d~o ham hai vii, ta duQc:

v'(t)::; B(T)K(T, t)g(u(t)),::;B(T)K(T, t)g[CI (v(t))] (2.101)Chuy~n vii, liy tich phan hai vii tu c diin t va d6i biiin, ta duQc:

G(v(t))::; G(v(c)) + B(T) fK(T,s)ds (2.102)Suy ra

v(t)::; G-I {G(A(T)) + B(T) fK(T,s)ds} (2.103)Cho t = T va liy ham nguQc,ta duQc(2.98).(0)

2.22 Djnh IS'2.21 (Xem [3]).

Cha u(t) la ham duong, lien t1;lC tren [c, d] Gid silvdi u > 0, Y(u) la ham tang ng(it; vdi u > 0, g(u) la ham lien t1;lC,duang va kh6ng gidm Ne'u

Y(u(t)) ::;f(t) + fcp(s)g(u(s))ds, t7tE[C, dJ, (2.104)

trang do f( t), rp(t) thoa man di~u ki~n trang djnh ly 2.17, thEta co:

Lllfjn van th(lc si loan h(JC Mil nganh 1.01.01

Trang 20

MiJ ri}ng va zing d(tng Bli di Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

U(t)~y-l[G-1{G(F(t»+ I[a(s)+f'(s)]ds}], 'rItE[c,d'), (2.105)

Cho u(t), fer), F(t,s) thoa man cac diJu ki~n:

a u( t), f( t), F( t,s) la cac ham dU:rJnglien tl;lc tren IR+ va s ::; t.

h aF(t,s) I , h' khA A

l OA

c g(u) la ham dU:rJng,lien tl;lc,kh6ng gidm tren (0, ro).

d h(z) > 0, kh6ng gidm va lien tl;lctren (0, ro).

Ntu

the v6i tEl, ta co:

Chung minh djnh Iy 2.22 Xem [3].(D)

Trang 21

MlJ r~ng va ung dlJng Bd d€ Gronwall-Bellman Hoang Thanh Long

Dinh 1y sau 1a h~ qua cua dinh 1y 2.22

2.24 Djnh ly 2.23 (Xem [3]).

Cha u(t), f(t), F(t) thoa man cac di~u ki?n:

a u(t), f( t), F(t) la cac ham du(JJ1glien tl;lctren (0, co)va s :::;t.

b g(u) la ham du(JJ1g,lien tl;lc,khong giam tren (0, co).

c h(z) > 0, khong giam va lien tl;lctren (0, co).

Ne'u

thi wJi t 61, ta co:

u(t)~f(t)+h(G-1[G( S;F(s)g(u(s))ds) + S;F(s)dsJ), (2.112)

trang do G djnh nghza nhu (2.109) va

1 = {tE (0,00)I G(S;F(s)g(u(s))ds) + S;F(s)ds ~ G(00n.

Chung minh djnh ly 2.23 Suy fa tu dinh 1y2.22.(0)

Lllq,n van thlJc sl loan h(JC Mil nganh : 1.01.01

Ngày đăng: 10/04/2013, 13:36

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w