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

Tính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóa (Luận văn thạc sĩ)

43 267 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

Định dạng
Số trang 43
Dung lượng 364,6 KB

Nội dung

Tính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóaTính tuần hoàn và ổn định của nghiệm phương trình tiến hóa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC CAO THỊ THU TRANG TÍNH TUẦN HỒN VÀ ỔN ĐỊNH CỦA NGHIỆM PHƯƠNG TRÌNH TIẾN HĨA LUẬN VĂN THẠC SĨ TỐN HỌC THÁI NGUYÊN - 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC CAO THỊ THU TRANG TÍNH TUẦN HỒN VÀ ỔN ĐỊNH CỦA NGHIỆM PHƯƠNG TRÌNH TIẾN HĨA Chuyên ngành: Toán Ứng dụng Mã số: 8460112 LUẬN VĂN THẠC SĨ TOÁN HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TSKH NGUYỄN THIỆU HUY THÁI NGUYÊN - 2018 i MỤC LỤC Danh sách kí hiệu ii Lời nói đầu Chương Kiến thức chuẩn bị 1.1 Nửa nhóm liên tục mạnh, tính ổn định nhị phân mũ 1.1.1 Nửa nhóm liên tục mạnh 1.1.2 Nửa nhóm giải tích 1.1.3 Tính ổn định nhị phân mũ 1.2 Không gian Banach định lý Banach-Alaoglu 12 1.3 Bất đẳng thức Gronwall 13 Chương Sự tồn nghiệm tuần hoàn phương trình tiến hóa tuyến tính 16 2.1 Nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa tuyến tính 16 2.2 Sự tồn nghiệm tuần hoàn nửa nhóm có nhị phân mũ 22 Chương Sự tồn ổn định có điều kiện nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa nửa tuyến tính 26 3.1 Nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa nửa tuyến tính 26 3.2 Nghiệm tuần hoàn trường hợp nửa nhóm có nhị phân mũ 28 3.3 Ổn định có điều kiện 30 Kết luận 36 Tài liệu tham khảo 38 ii DANH SÁCH KÍ HIỆU N : tập số tự nhiên R : tập số thực R+ : tập số thực không âm   Z p 1/p := u : R → R kuk p = ( |u(x)| dx) < +∞ , ≤ p < ∞ L p (R) R X,Y : không gian Banach L (X) : khơng gian tốn tử tuyến tính bị chặn n o := v : R+ → X | v liên tục sup kv(t)k < ∞ , Cb (R+ , X) t∈R+ với chuẩn kvkCb (R+ ,X) := sup kv(t)k t∈R+ Lời nói đầu Lí chọn đề tài Các phương trình vi phân thường phương trình vi phân đạo hàm riêng mơ hình tốn học mô tả tượng tự nhiên kỹ thuật Trong thực tế vận động tự nhiên, xã hội kỹ thuật phụ thuộc vào thời gian (nhiễu, ngoại lực, ) làm cho phương trình trở nên phức tạp Cùng với phát triển tốn học, khơng gian hàm trừu tượng đưa Bằng cách chọn tốn tử thích hợp khơng gian hàm thích hợp mơ hình viết dạng phương trình vi phân trừu tượng với tốn tử tác động khơng gian Banach Khi nghiên cứu lớp phương trình vi phân không gian Banach, quan tâm đến điều kiện tồn nghiệm, dáng điệu tiệm cận nghiệm phương trình Và hướng nghiên cứu quan trọng liên quan đến dáng điệu tiệm cận nghiệm phương trình tiến hóa tìm điều kiện cho tồn nghiệm tuần hoàn phương trình tiến hóa trường hợp phần phi tuyến tác động từ hàm T-tuần hoàn thành hàm T-tuần hồn Có nhiều phương pháp tiếp cận vấn đề như: phương pháp điểm bất động Tikhonov’s (xem [18]), phương pháp hàm Lyapunov (xem [19]) Phương pháp chứng minh tồn nghiệm tuần hồn phương trình thơng qua tính bị chặn nghiệm tính compact ánh xạ Poincare Tuy nhiên, phương trình vi phân đạo hàm riêng có miền xác định khơng bị chặn phương trình vi phân thường có nghiệm không bị chặn, phép nhúng compact không hợp lệ tồn nghiệm bị chặn khơng dễ dàng có phải lựa chọn cẩn thận điều kiện ban đầu để đảm bảo tính bị chặn nghiệm tương ứng với điều kiện ban đầu Vì vậy, luận văn chúng tơi trình bày hướng tiếp cận khác tồn nghiệm tuần hoàn cho phương trình tiến hóa trừu tượng nhằm mục đích vượt qua khó khăn Lịch sử nghiên cứu Đã có nhiều nhà khoa học nước quan tâm đến tồn nghiệm, nghiệm tuần hoàn mối liên hệ nghiệm bị chặn nghiệm tuần hồn phương trình vi phân Từ năm 1950, Massera (xem [10]) nghiên cứu mối quan hệ nghiệm tuần hoàn nghiệm bị chặn phương trình vi phân thường Đến năm 2006, Zubelevich sử dụng phương pháp Ergodic mở rộng (xem [16]) để nghiên cứu tính tuần hồn nghiệm bị chặn Cũng sử dụng phương pháp Ergodic mở rộng, Nguyễn Thiệu Huy (xem [7]) đưa điều kiện tồn nghiệm tuần hồn phương trình Navier-Stokes Từ đó, Nguyễn Thiệu Huy với nhóm nghiên cứu có số kết nghiên cứu nghiệm tuần hoàn lớp phương trình tiến hóa nửa tuyến tính trường hợp phần tuyến tính sinh họ tiến hóa có nhị phân mũ, phần phi tuyến thỏa mãn điều kiện Lipchitz không không đủ nhỏ Luận văn trình bày trường hợp riêng báo [8] Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu * Mục đích nghiên cứu: Trình bày kết tồn nghiệm tuần hoàn phương trình tiến hóa tuyến tính khơng phương trình tiến hóa nửa tuyến tính Trình bày tính ổn định có điều kiện nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa nửa tuyến tính * Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận văn: Các phương trình tiến hóa tuyến tính khơng phương trình tiến hóa nửa tuyến tính Nghiệm bị chặn tính chất nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa tuyến tính nửa tuyến tính Phương pháp nghiên cứu Trong luận văn, sử dụng phương pháp sau: Phương pháp lý thuyết nửa nhóm, nhị phân mũ để biểu diễn nghiệm đủ tốt phương trình vi phân Phương pháp trung bình Ergodic, Định lý Banach-Alaoglu cho không gian Banach khả ly, nguyên lý điểm bất động Cấu trúc kết luận văn Ngoài phần Mở đầu, Kết luận Tài liệu tham khảo, luận văn bao gồm ba chương • Chương 1: Chúng tơi trình bày khái niệm nửa nhóm liên tục mạnh, tính nhị phân mũ nửa nhóm số tính chất khái niệm Đồng thời, chúng tơi nêu lại khái niệm số không gian định lý quan trọng sử dụng chứng minh kết luận văn • Chương 2: Chúng tơi trình bày kết tồn nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa tuyến tính khơng có dạng    du = Au(t) + f (t) với t > dt  u(0) = u0 ∈ X, (1) toán tử tuyến tính A sinh nửa nhóm (eAt )t≥0 khơng gian Banach X; tốn tử f lấy giá trị khơng gian Banach hàm tuần hồn với chu kì T thỏa mãn điều kiện Lipschitz địa phương • Chương 3: Trình bày kết tồn nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa nửa tuyến tính có dạng    du = Au(t) + g(t, u) với t > dt  u(0) = u0 ∈ X, (2) toán tử phi tuyến g(t, u) hàm tuần hoàn với chu kì T thỏa mãn điều kiện Lipschitz địa phương Trong trường hợp A sinh nửa nhóm (eAt )t≥0 có nhị phân mũ, chúng tơi xây dựng cơng thức nghiệm bị chặn LyapunovPerron Từ nghiên cứu tính tồn ổn định có điều kiện nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa nửa tuyến tính (2) Chương KIẾN THỨC CHUẨN BỊ Trong chương này, chúng tơi trình bày khái niệm tính chất nửa nhóm liên tục mạnh, tính nhị phân mũ nửa nhóm, khơng gian Banach số kiến thức sở phục vụ chứng minh kết chương sau 1.1 1.1.1 Nửa nhóm liên tục mạnh, tính ổn định nhị phân mũ Nửa nhóm liên tục mạnh Định nghĩa 1.1.1 Cho không gian Banach X, họ (T (t))t≥0 ⊂ L (X) gọi nửa nhóm liên tục mạnh (i) T (t + s) = T (t)T (s), ∀t, s ≥ 0; (ii) T (0) = I toán tử đồng nhất; (iii) lim T (t)x = T (0)x, ∀x ∈ X t→0+ Định nghĩa 1.1.2 Toán tử A : D(A) ⊆ X → X xác định (T (h)x − x) h→0+ h Ax := lim  miền xác định D(A) = x∈X : lim 1h (T (h)x − x) h→0+  tồn gọi toán tử sinh nửa nhóm liên tục mạnh (T (t))t≥0 khơng gian Banach X Định lý 1.1.3 Đối với toán tử sinh A nửa nhóm liên tục mạnh (T (t))t≥0 ta có (i) A : D(A) ⊂ X → X tốn tử tuyến tính; ... cứu: Trình bày kết tồn nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa tuyến tính khơng phương trình tiến hóa nửa tuyến tính Trình bày tính ổn định có điều kiện nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa nửa... tuyến tính * Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận văn: Các phương trình tiến hóa tuyến tính khơng phương trình tiến hóa nửa tuyến tính Nghiệm bị chặn tính chất nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa. .. NGHIỆM TUẦN HOÀN ĐỐI VỚI PHƯƠNG TRÌNH TIẾN HĨA TUYẾN TÍNH Trong chương này, chúng tơi trình bày tồn nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa tuyến tính otonom 2.1 Nghiệm tuần hồn phương trình tiến hóa

Ngày đăng: 21/09/2018, 11:57

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[2] Vũ Ngọc Phát (2001), Nhập môn lý thuyết điều khiển toán học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.Tiếng Anh Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nhập môn lý thuyết điều khiển toán học
Tác giả: Vũ Ngọc Phát
Nhà XB: NXB Đại họcQuốc gia Hà Nội.Tiếng Anh
Năm: 2001
[3] H. Brezis (2010) Functional Analysis, Sobolev Spaces and Partial Differen- tial Equations Universitext, Springer, New York Sách, tạp chí
Tiêu đề: Functional Analysis, Sobolev Spaces and Partial Differen-tial Equations
[4] T. Burton (1985), Stability and Periodic Solutions of Ordinary and Func- tional Differential Equations, Academic Press, Orlando, Florida Sách, tạp chí
Tiêu đề: Stability and Periodic Solutions of Ordinary and Func-tional Differential Equations
Tác giả: T. Burton
Năm: 1985
[5] J.L. Daleckii, M.G. Krein (1974) Stability of solutions of differential equa- tions in Banach spaces. Translations of Mathematical Monographs, Volume 43, American Mathematical Society, Providence, Rhode Island Sách, tạp chí
Tiêu đề: Stability of solutions of differential equa-tions in Banach spaces
[6] Nguyen Thieu Huy (2006), “Exponential dichotomy of evolution equations and admissibility of function spaces on a half-line”, Journal of Functional Analysis, 235, pp. 330-354 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Exponential dichotomy of evolution equationsand admissibility of function spaces on a half-line”, "Journal of FunctionalAnalysis
Tác giả: Nguyen Thieu Huy
Năm: 2006
[7] Nguyen Thieu Huy (2014), “Periodic motions of Stokes and Navier-Stokes flows around a rotating obstacle”, Archive for Rational Mechanics and Anal- ysis, 213, pp. 689-703 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Periodic motions of Stokes and Navier-Stokesflows around a rotating obstacle”,"Archive for Rational Mechanics and Anal-ysis
Tác giả: Nguyen Thieu Huy
Năm: 2014
[8] Nguyen Thieu Huy and Ngo Quy Dang (2016), “Existence, uniqueness and conditional stability of periodic solutions to evolution equations”, Journal of Mathematical Analysis and Applications, 433, pp. 1190-1203 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Existence, uniqueness andconditional stability of periodic solutions to evolution equations”,"Journal ofMathematical Analysis and Applications
Tác giả: Nguyen Thieu Huy and Ngo Quy Dang
Năm: 2016
[9] K.J. Engel, R. Nagel (2000) One-parameter semigroups for linear evolu- tion equations, Graduate Texts in Mathematics 194, Springer-Verlag, Berlin- Heidelberg Sách, tạp chí
Tiêu đề: One-parameter semigroups for linear evolu-tion equations
[10] J. Massera (1950), “The existence of periodic solutions of systems of differ- ential equations”, Duke Mathematical Journal, 17, pp. 457-475 Sách, tạp chí
Tiêu đề: The existence of periodic solutions of systems of differ-ential equations”,"Duke Mathematical Journal
Tác giả: J. Massera
Năm: 1950
[11] J.L. Massera, J.J. Sch¨affer (1966), Linear differential equations and function spaces. Academic Press, New York Sách, tạp chí
Tiêu đề: Linear differential equations and functionspaces
Tác giả: J.L. Massera, J.J. Sch¨affer
Năm: 1966
[12] N.V. Minh, N.T. Huy (2001) “Characterizations of dichotomies of evolution equations on the half-line”, Journal of Mathematical Analysis and Applica- tions, 261, pp. 28-44 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Characterizations of dichotomies of evolutionequations on the half-line”, "Journal of Mathematical Analysis and Applica-tions
[13] N.V. Minh, F. R¨abiger, R. Schnaubelt (1998), “Exponential stability, expo- nential expansiveness and exponential dichotomy of evolution equations on the half line”, Integr. Eq. and Oper. Theory, 32, pp. 332-353 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Exponential stability, expo-nential expansiveness and exponential dichotomy of evolution equations onthe half line”,"Integr. Eq. and Oper. Theory
Tác giả: N.V. Minh, F. R¨abiger, R. Schnaubelt
Năm: 1998
[14] R. Nagel, G. Nickel (2002), “Well-posedness for non-autonomous abstract Cauchy problems”, Progress in Nonlinear Differential Equations and Their Applications, 50, pp. 279-293 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Well-posedness for non-autonomous abstractCauchy problems”, "Progress in Nonlinear Differential Equations and TheirApplications
Tác giả: R. Nagel, G. Nickel
Năm: 2002
[15] B.M. Levitan, V.V. Zhikov (1978) Almost periodic functions and differential equations. Moscow Univ. Publ. House Sách, tạp chí
Tiêu đề: Almost periodic functions and differentialequations
[16] O. Zubelevich (2006), “A note on theorem of Massera”, Regular and Chaotic Dynamics, 11, pp. 475-481 Sách, tạp chí
Tiêu đề: A note on theorem of Massera”,"Regular and ChaoticDynamics
Tác giả: O. Zubelevich
Năm: 2006
[17] A. Pazy (1983) Semigroup of linear operators and application to partial dif- ferential equations, Springer-Verlag, Berlin Sách, tạp chí
Tiêu đề: Semigroup of linear operators and application to partial dif-ferential equations
[18] J. Pr¨uss (1986), “Periodic solutions of the thermostat problem. Differential equations in Banach spaces”, Springer, Berlin, 1223, pp. 216-226 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Periodic solutions of the thermostat problem. Differentialequations in Banach spaces”,"Springer, Berlin
Tác giả: J. Pr¨uss
Năm: 1986
[19] T. Yoshizawa (1975) Stability theory and the existence of periodic solutions and almost periodic solutions, Applied Mathematical Sciences, 14. Springer- Verlag, New York-Heidelberg Sách, tạp chí
Tiêu đề: Stability theory and the existence of periodic solutionsand almost periodic solutions

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w