二阶隐式微分方程四点积分边值问题解的存在唯一性

2013-08-08 09:52姚晓斌
长春师范大学学报 2013年4期
关键词:边值数学系边值问题

姚晓斌

(陇南师范高等专科学校数学系,甘肃陇南 742500)

对于带有各种边值条件的显式二阶微分方程,已有很多关于解的存在唯一性的结果,且在这些问题研究中有着很多的研究方法[1-4]。本文讨论如下二阶隐式微分方程四点积分边值问题:

解的存在唯一性,其中 0≤ξ<η<1,0<α(η2-ξ2)<2,f∈C([0,1],R,R)。

1 预备知识

(H1)f:[0,1]×R×R→R 是连续的;(H2)存在 M,L>0,使得对任意的 u1,v1,u2,v2∈R,

2 主要结果及证明

定理 设(H1)和(H2)成立,且

则问题(1)有唯一解。

证明 问题(1)等价于如下问题

的解,这表明 u(t)=φ(t)是问题(1)的解,其中,因此v是如下积分方程

要证问题(1)有唯一解等价于证明上面所定义的算子A是一个压缩映射。

设 v1,v2∈C[0,1],由(H2)有

其中

因此对任意 v1,v2∈C[0,1],||Av1-Av2||0<σ||v1-v2||0成立,且,这表明A是一个压缩映射。

[1]Agarwal,R.P.Two-point problems for non-linear second order differential equat ions[J].J.Math.Phys.Sci.1974(8):571-576.

[2]Das,K.M.and Lalli,B.S.Boundaryvalue problems for y″=f(x,y,y′,y″)[J].J.Math.Analysis Applic.1981,81:300-307.

[3]Agarwal,R.P.On boundaryvalue problems for y″=f(x,y,y′,y″)Bulletin ofthe institute ofmathematics[J].Academia,sinica,1984,12(2):153-157.

[4]Baxley,J.V.and Brown,S.E.Existence and uniqueness for two-point boundaryvalue problems[J].Proceedings ofthe Royal Societyof Edinburgh,1981,88A:219-234.

[5]D.Guo,J.Sun.Nonlinear Integral Equations[M].Jinan:ShandongScience and EchnologyPress,1987(in Chinese).

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