Bài toán Cauchy đặt chỉnh cho phương trình tiến hóa

Một phần của tài liệu dáng điệu tiệm cận của họ các toán tử tiến hóa bị nhiễu và một vài ứng dụng (Trang 49 - 52)

Xét bài toán Cauchy trừu tượng:

(ACP) (

u0(t) = Au(t)

u(0) = x , với t ≥ 0. (2.8) Trong đó u(t) là một hàm nhận giá trị trong không gian Banach B phụ thuộc vào thời gian t và A là một toán tử tuyến tính đóng với miền xác định D(A) ⊆ B.

Định nghĩa 2.1.6. Hàm u : R+ → B được gọi là nghiệm cổ điển (classical solution) của bài toán (ACP) nếu u khả vi liên tục trong

B, u(t) ∈ D(A) với t ≥0 và thỏa mãn bài toán (ACP).

Mệnh đề 2.1.2. Giả sử (A, D(A)) là toán tử sinh của nửa nhóm liên tục mạnh (T(t))t≥0. Khi đó, với mọi x ∈ D(A) ta có

u : t7→ u(t) := T(t)x

Định nghĩa 2.1.7. Một hàm u : R+ → B được gọi là nghiệm yếu (mild solution) của bài toán (ACP) nếu R0tu(s)ds ∈ D(A) với mọi t ≥ 0 và khi đó

u(t) = x+A

Z t

0

u(s)ds.

Mệnh đề 2.1.3. Giả sử (A, D(A)) là toán tử sinh của nửa nhóm liên tục mạnh (T(t))t≥0. Khi đó, với mọi x ∈ D(A) ánh xạ quỹ đạo (orbit map).

u : t7→ u(t) := T(t)x

là nghiệm yếu duy nhất của bài toán Cauchy trừu tượng (ACP) tương ứng.

Chứng minh. Xem [4] II.6.4

Mệnh đề 2.1.4. Cho A : D(A) ⊆ B → B là một toán tử đóng. Khi đó, các khảng định sau tương đương:

1. Tồn tại duy nhất nghiệm của (ACP) với mọi x ∈ D(A).

2. Phần A1 = A|B1 của A trong B1 := (D(A);||.||A) là toán tử sinh của một nửa nhóm liên tục mạnh trong không gian Banach B1.

Chứng minh. Xem [4] II.6.6

Định lý 2.1.2. Giả sử A : D(A) ⊆ B → B là một toán tử đóng. Cùng với bài toán Cauchy trừu tượng tương ứng

(ACP) (

u0(t) =Au(t)

u(0) = x , với t ≥ 0.

Chúng ta xét điều kiện về sự tồn tại và duy nhất sau đây:

(EU) : Với mọi x ∈ D(A). Tồn tại duy nhất nghiệm u(., x) của (ACP)

Khi đó các tính chất sau tương đương:

2. A thỏa mãn (EU) và ρ(A) 6= 0.

3. A thỏa mãn (EU) và tồn tại một dãy λn ↑ +∞ sao cho miền xác định (λn−A)D(A) trùng với B với mọi n∈ N.

4. A thỏa mãn (EU), có một miền xác định trù mật, và với mọi dãy

(xn)n∈N ⊂ D(A)thỏa mãn limn→∞xn = 0 thì ta cólimn→∞u(t, xn) = 0 đều trong khoảng compact [0;t0].

Chứng minh. Xem [4] II.6.7

Định nghĩa 2.1.8. Bài toán Cauchy trừu tượng

(ACP) (

u0(t) =Au(t)

u(0) = x , t ≥0

tương ứng với toán tử đóng A : D(A) ⊂ B → B được gọi là đặt chỉnh nếu như điều kiện (4) trong định lí 2.1.2 đúng.

Khi đó các tính chất sau được thỏa mãn:

1. Toán tử A thỏa mãn điều kiện: Với mọi x ∈ D(A) thì (ACP) có nghiệm duy nhất u(t, x).

2. Toán tử A có miền xác định trù mật trong B, nghĩa là D(A) = B. 3. Nghiệm u(., x) ổn định đều với điều kiện ban đầu u(0) = x với mọi

t∈ [0, t0], t0 ∈ R+. Nghĩa là, với mọi dãy (xn)n∈N ⊂ D(A) thỏa mãn limn→∞xn = 0 thì tồn tại nghiệm u(., xn) sao cho limn→∞u(t, xn) = 0 đều trong khoảng compact [0;t0].

Hệ quả 2.1.2. Bài toán Cauchy trừu tượng (ACP) tương ứng với toán tử đóng A : D(A) ⊂ B → B là đặt chỉnh nếu và chỉ nếu A sinh ra một nửa nhóm liên tục mạnh trong B.

Một phần của tài liệu dáng điệu tiệm cận của họ các toán tử tiến hóa bị nhiễu và một vài ứng dụng (Trang 49 - 52)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(66 trang)