Existence of solutions to quasilinear elliptic equations in the Musielak–Orlicz–Sobolev spaces for unbounded domains

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper considers the existence of solutions of the Dirichlet problem for nonlinear elliptic equations of the second order in unbounded domains. Restrictions on the structure of quasilinear equations are formulated in terms of a special class of convex functions (generalized $N$-functions). Namely, nonlinearities are determined by the Musilak–Orlicz functions such that the complementaries functions obeys the condition $ \Delta_2 $. The corresponding Musielak–Orlicz–Sobolev space does not have to be reflexive.This fact is a significant problem, since the theorem for pseudomonotone operators is not applicable here. For the class of equations under consideration, the proof of the existence theorem is based on an abstract theorem for additional systems. An important tool which allowed to generalize available results on the existence of solutions of the considered equations for bounded domains to the case of unbounded domains is an embedding theorem for Musielak–Orlicz–Sobolev spaces.Thus, in this paper, we find conditions on the structure of quasilinear equations in terms of the Musielak–Orlicz functions sufficient for the solvability of the Dirichlet problem in unbounded domains.In addition, we provide examples of equations which demonstrate that the class of nonlinearities considered in the paper is wider than non-power nonlinearities and variable exponent nonlinearities.

About the authors

Larisa Mikhailovna Kozhevnikova

Sterlitamak Branch of Bashkir State University; Elabuga Branch of Kazan (Volga Region) Federal University

Email: kosul@mail.ru
Doctor of physico-mathematical sciences, Professor

Anastasiya Pavlovna Kashnikova

Sterlitamak Branch of Bashkir State University

References

  1. Browder F. E., "Pseudo-monotone operators and nonlinear elliptic boundary value problems on unbounded domains", Proc. Nati. Acad. Sci. USA, 74:7 (1977), 2659-2661
  2. Кожевникова Л. М., Камалетдинов А. Ш., "Существование решений анизотропных эллиптических уравнений с переменными показателями нелинейностей в неограниченных областях", Вестн. Волгогр. гос. ун-та, Сер. 1. Мат. Физ., 2016, № 5(36), 29-41
  3. Кожевникова Л. М., Хаджи А. А., "Существование решений анизотропных эллиптических уравнений с нестепенными нелинейностями в неограниченных областях", Матем. сб., 206:8 (2015), 99-126
  4. Mihăilescu M., Rădulescu V., "Neumann problems associated to nonhomogeneous differential operators in Orlicz-Sobolev spaces", Ann. Inst. Fourier, Grenoble, 58:6 (2008), 2087–2111
  5. Fan X., Guan C.-X., "Uniform convexity of Musielak-Orlicz-Sobolev spaces and applications", Nonlinear Anal., 73:1 (2010), 163–175
  6. Benkirane A., Sidi El Vally M., "An existence result for nonlinear elliptic equations in Musielak-Orlicz-Sobolev spaces", Bull. Belg. Math. Soc. Simon Stevin, 20:1 (2013), 57-75
  7. Sidi El Vally M., "Strongly nonlinear elliptic problems in Musielak-Orlicz-Sobolev spaces", Adv. Dyn. Syst. Appl., 8:1 (2013), 115-124
  8. Fan X., "Differential equations of divergence form in Musielak-Sobolev spaces and a sub-supersolution method", J. Math. Anal. Appl., 386:2 (2012), 593-604
  9. Dong G., Fang X., "Differential equations of divergence form in separable Musielak-Orlicz-Sobolev spaces", Bound. Value Probl., 2016 (2016), 106
  10. Chlebicka I., "A pocket guide to nonlinear differential equations in Musielak-Orlicz spaces", Nonlinear Anal., 175 (2018), 1-27
  11. Diening L., Harjulehto P., Hästö P., Ru{z}i{c}ka M., Lebesgue and Sobolev Spaces with Variable Exponents, Lecture Notes in Mathematics, 2017, Springer, Berlin, 2011, ix+509 pp.
  12. Musielak J., Orlicz Spaces and Modular Space, Lecture Notes in Mathematics, 1034, Springer, Berlin, 1983, vi+226 pp.
  13. Рутицкий Я. Б., Красносельский М. А., Выпуклые функции и пространства Орлича, Физматлит, М., 1958, 271 с.
  14. Gossez J.P., "Nonlinear elliptic boundary value problems for equations with rapidly (or slowly) increasing coefficients", Trans. Amer. Math. Soc., 190:1 (1974), 163-205
  15. Данфорд Н., Шварц Дж. Т., Линейные операторы, т. I, Общая теория, ИЛ, М., 1962, 895 с.
  16. Gossez J.-P., Mustonen V., "Variational inequalities in Orlicz-Sobolev spaces", Nonlinear Anal., 11:3 (1987), 379-392

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2021 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».