Главная > Эллиптические дифференциальные уравнения с частными производными второго порядка
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

3.1. Слабый принцип максимума

Для многих приложений достаточно следующего слабого принципа максимума.

Теорема 3.1. Пусть эллиптический оператор в ограниченной области 12. Предположим, что и и что

тогда максимум (минимум) функции и в 12 достигается на т. е.

Утверждение остается в силе, если предполагать только локальную ограниченность в 12 отношений например, достаточно, чтобы Если же не предполагать непрерывность и в 12, то вместо (3.5) справедливо равенство

Доказательство. Легко видеть, что если в 12, то справедлив сильный принцип максимума, означающий, что функция и не может иметь внутренний максимум в 12. В каждой точке внутреннего максимума справедливы соотношения матрица неположительна. Однако, поскольку в силу эллиптичности оператора матрица положительна, то а это противоречит неравенству (Отметим, что проведенные рассуждения используют только полуопределенность матрицы

В силу условия (3.3) имеем Так как то существует такая достаточно большая постоянная у, что

Следовательно, для любого в Я выполняется неравенство Поэтому в силу доказанного ранее

Устремляя получим равенство что и утверждалось в теореме.

Замечание. Из доказательства видно, что утверждение теоремы справедливо при следующих более слабых предположениях: матрица неотрицательна и для некоторого к отношение локально ограничено.

Для удобства введем следующую терминологию, связанную с принципом максимума. Функцию удовлетворяющую равенству (неравенству неравенству в , будем называть решением (субрешением, суперрешением) уравнения в . В случае, когда оператор является лапласианом, введенные понятия переходят соответственно в понятия гармонической, субгармонической и супергармонической функции.

Рассмотрим теперь более общий случай: в . Обозначим через подмножество , на котором Ясно, что если в , то Поэтому максимум и на должен достигаться на и следовательно, на Полагая тогда мы получаем следующее утверждение.

Следствие 3.2. Пусть оператор эллиптичен в ограниченной области . Предположим, что и и в выполняются неравенства

тогда

Если , то

Из существования положительных собственных значений к задачи на следует, что для операторов с положительным коэффициентом с это утверждение, вообще говоря, неверно.

Непосредственным и важным применением слабого принципа максимума является вывод теорем единственности и теорем о непрерывной зависимости решений от их граничных значений. Из следствия 3.2 автоматически следуют теоремы единственности решения классической задачи Дирихле для оператора и принцип сравнения, являющиеся типичной формой применения этого следствия.

Теорема 3.3. Пусть оператор эллиптичен в и пусть Предположим, что функции и и и, принадлежащие , удовлетворяют равенствам на . Тогда Если на

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru