On critical exponents for weak solutions of the Cauchy problem for a non-linear equation of composite type

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We consider the Cauchy problem for a model partial differential equation of third order with non-linearityof the form $|u|^q$, where $u=u(x,t)$ for $x\in\mathbb{R}^3$ and $t\ge 0$. We construct a fundamental solution for thelinear part of the equation and use it to obtain analogues of Green's third formula for elliptic operators, firstin a bounded domain and then in unbounded domains. We derive an integral equation for classical solutions of theCauchy problem. A separate study of this equation yields that it has a unique inextensible-in-time solutionin weighted spaces of bounded and continuous functions. We prove that every solution of the integral equation is a local-in-time weak solution of the Cauchy problem provided that $q>3$. When $q\in(1,3]$, we use Pokhozhaev'snon-linear capacity method to show that the Cauchy problem has no local-in-time weak solutions for a large class ofinitial functions. When $q\in(3,4]$, this method enables us to prove that the Cauchy problemhas no global-in-time weak solutions for a large class of initial functions.

About the authors

Maxim Olegovich Korpusov

Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University; Peoples' Friendship University of Russia

Email: korpusov@gmail.com
Doctor of physico-mathematical sciences, Professor

Aleksandra Konstantinovna Matveeva

Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University

References

  1. Г. А. Свиридюк, “К общей теории полугрупп операторов”, УМН, 49:4(298) (1994), 47–74
  2. С. А. Загребина, “Начально-конечная задача для уравнений соболевского типа с сильно $(L,p)$-радиальным оператором”, Матем. заметки СВФУ, 19:2 (2012), 39–48
  3. A. A. Zamyshlyaeva, G. A. Sviridyuk, “Nonclassical equations of mathematical physics. Linear Sobolev type equations of higher order”, Вестн. Южно-Ур. ун-та. Сер. Матем. Мех. Физ., 8:4 (2016), 5–16
  4. Б. В. Капитонов, “Теория потенциала для уравнения малых колебаний вращающейся жидкости”, Матем. сб., 109(151):4(8) (1979), 607–628
  5. С. А. Габов, А. Г. Свешников, Линейные задачи теории нестационарных внутренних волн, Наука, М., 1990, 344 с.
  6. С. А. Габов, Новые задачи математической теории волн, Физматлит, М., 1998, 448 с.
  7. Ю. Д. Плетнер, “Фундаментальные решения операторов типа Соболева и некоторые начально-краевые задачи”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 32:12 (1992), 1885–1899
  8. Э. Митидиери, С. И. Похожаев, “Априорные оценки и отсутствие решений нелинейных уравнений и неравенств в частных производных”, Тр. МИАН, 234, Наука, МАИК «Наука/Интерпериодика», М., 2001, 3–383
  9. E. Galakhov, “Some nonexistence results for quasilinear elliptic problems”, J. Math. Anal. Appl., 252:1 (2000), 256–277
  10. Е. И. Галахов, О. А. Салиева, “Об отсутствии неотрицательных монотонных решений для некоторых коэрцитивных неравенств в полупространстве”, Дифференциальные и функционально-дифференциальные уравнения, СМФН, 63, № 4, РУДН, М., 2017, 573–585
  11. М. О. Корпусов, “Критические показатели мгновенного разрушения или локальной разрешимости нелинейных уравнений соболевского типа”, Изв. РАН. Сер. матем., 79:5 (2015), 103–162
  12. М. О. Корпусов, “О разрушении решений нелинейных уравнений типа уравнения Хохлова–Заболотской”, ТМФ, 194:3 (2018), 403–417
  13. M. O. Korpusov, A. V. Ovchinnikov, A. A. Panin, “Instantaneous blow-up versus local solvability of solutions to the Cauchy problem for the equation of a semiconductor in a magnetic field”, Math. Methods Appl. Sci., 41:17 (2018), 8070–8099
  14. А. Г. Багдоев, В. И. Ерофеев, А. В. Шекоян, Линейные и нелинейные волны в диспергирующих сплошных средах, Физматлит, М., 2009, 320 с.
  15. В. С. Владимиров, Уравнения математической физики, 5-е изд., Наука, М., 1988, 512 с.
  16. Д. Гилбарг, Н. Трудингер, Эллиптические дифференциальные уравнения с частными производными второго порядка, Наука, М., 1989, 464 с.
  17. А. Фридман, Уравнения с частными производными параболического типа, Мир, М., 1968, 427 с.
  18. А. А. Панин, “О локальной разрешимости и разрушении решения абстрактного нелинейного интегрального уравнения Вольтерра”, Матем. заметки, 97:6 (2015), 884–903

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2021 Korpusov M.O., Matveeva A.K.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».