Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями

We consider the first-order differential-operator inclusions with operators of the ωλ0 -pseudomonotone type. The existence of periodic solutions for such inclusions by using the Faedo–Galerkin method is justified. The a priori estimates have been obtained. An example illustrating the given result ha...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2008
Main Author: Касьянов, П.О.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2008
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4674
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями / П.О. Касьянов // Доп. НАН України. — 2008. — № 6. — С. 23-28. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859593992122925056
author Касьянов, П.О.
author_facet Касьянов, П.О.
citation_txt Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями / П.О. Касьянов // Доп. НАН України. — 2008. — № 6. — С. 23-28. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.
collection DSpace DC
description We consider the first-order differential-operator inclusions with operators of the ωλ0 -pseudomonotone type. The existence of periodic solutions for such inclusions by using the Faedo–Galerkin method is justified. The a priori estimates have been obtained. An example illustrating the given result has been adduced.
first_indexed 2025-11-27T19:28:17Z
format Article
fulltext УДК 517.9 © 2008 П.О. Касьянов Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з wλ0 -псевдомонотонними вiдображеннями (Представлено членом-кореспондентом НАН України В. С. Мельником ) We consider the first-order differential-operator inclusions with operators of the wλ0 -pseudomo- notone type. The existence of periodic solutions for such inclusions by using the Faedo–Galerkin method is justified. The a priori estimates have been obtained. An example illustrating the given result has been adduced. Значний прогрес при дослiдженнi нелiнiйних граничних задач для рiвнянь в частинних похiдних став можливим завдяки глибокому розвитку методiв нелiнiйного аналiзу, якi зна- йшли застосування в рiзних роздiлах математики. Останнiм часом стало природним зво- дити цi задачi до вивчення нелiнiйних операторних та диференцiально-операторних рiв- нянь i включень у функцiональних просторах. При такому пiдходi результати для кон- кретних систем отримуються як наслiдки операторних теорем. При доведеннi збiжностi до вiдповiдних розв’язкiв часто використовують метод монотонностi, метод компактно- стi та їх комбiнацiю. Класична теорiя охоплює випадок псевдомонотонних операторiв [1]. Ф. Браудером та П. Гессом [2] введено клас узагальнено псевдомонотонних операторiв. Iдея I. В. Скрипника переходу в класичних означеннях до пiдпослiдовностей [3], реалiзована для стацiонарних включень М.З. Згуровським, В.С. Мельником та О.М. Новiковим [4–7], дала можливiсть розглядати iстотно ширший клас λ-псевдомонотонних вiдображень, замкнений вiдносно суми вiдображень, що для класичних означень виявилось проблематичним [6]. П.О. Касьяновим, В.С. Мельником i С. Тоскано [8, 9] було введено клас wλ0 -псевдомо- нотонних вiдображень, що включає в себе, зокрема, клас узагальнено псевдомонотонних вiдображень i є замкненим вiдносно пiдсумовування. Виникає задача обгрунтування мето- ду Фаедо–Гальоркiна для перiодичних розв’язкiв диференцiально-операторних включень з wλ0 -псевдомонотонними багатозначними вiдображеннями в банахових просторах. У данiй роботi розглядаються перiодичнi розв’язки для еволюцiйних включень I поряд- ку з многозначними wλ0 -псевдомонотонними вiдображеннями. Для досить широкого класу iстотно многозначних вiдображень доводиться розв’язнiсть та виводяться апрiорнi оцiнки для розв’язкiв. Як приклад розглядається клас задач з нелiнiйними операторами, збуре- ними субдиференцiалом Кларка, для якого доводиться розв’язнiсть. Одержанi результати є новими i для рiвнянь також. Постановка задачi. Нехай (Vi;H;V ∗ i ), i = 1, 2, — еволюцiйнi трiйки такi, що множина V = V1 ⋂ V2 щiльна в V1, в V2 та в H. Для чисел pi, ri, qi, i = 1, 2, якi задовольняють умови: 1 < pi 6 ri < +∞, qi > r′i > 1, p−1 i + q−1 i = r−1 i + r′i −1 = 1, i = 1, 2, розглянемо простори X = Lr1 (S;H) ⋂ Lr2 (S;H) ⋂ Lp1 (S;V1) ⋂ Lp2 (S;V2), ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №6 23 X∗ = Lq1 (S;V ∗ 1 ) + Lq2 (S;V ∗ 2 ) + Lr′ 2 (S;H) + Lr′ 1 (S;H), Xi = Lri (S;H) ⋂ Lpi (S;Vi), X∗ i = Lqi (S;V ∗ i ) + Lr′ i (S;H), i = 1, 2, iз вiдповiдними нормами [10]. Для многозначних вiдображень A : X1 → Cv(X ∗ 1 ) та B : X2 → Cv(X ∗ 2 ) розглядається така проблема на пошук розв’язку методом Фаедо–Гальоркiна в класi W = {y ∈ X | y′ ∈ X∗}: { y′ +A(y) +B(y) ∋ f, y(0) = y(T ). (1) Тут похiдна y′ елемента y ∈ X розумiється в сенсi простору скалярних розподiлiв D∗(S;V ∗) = L(D(S);V ∗ w), з V = V1 ⋂ V2 та V ∗ w , що дорiвнює V ∗, з топологiєю σ(V ∗, V ) [11]. На W розглядається така норма: ‖y‖W = ‖y‖X + ‖y′‖X∗ для кожного y ∈W. Зауваження. Простiр W неперервно вкладений в C(S;H). Тому умови на краях в (1) мають сенс. Метод Фаедо–Гальоркiна. Додержуючись [1], припустимо iснування сепарабельного гiльбертового простору Vσ такого, що Vσ ⊂ V1, Vσ ⊂ V2 неперервно та щiльно, Vσ ⊂ H компактно та щiльно. Тодi Vσ ⊂ V1 ⊂ H ⊂ V ∗ 1 ⊂ V ∗ σ , Vσ ⊂ V2 ⊂ H ⊂ V ∗ 2 ⊂ V ∗ σ неперервно та щiльно. Для i = 1, 2 покладемо Xi,σ = Lri (S;H) ⋂ Lpi (S;Vσ), Xσ = X1,σ ⋂ X2,σ, X∗ i,σ = Lr′ i (S;H) + Lqi (S;V ∗ σ ), X∗ σ = X∗ 1,σ +X∗ 2,σ, Wi,σ = {y ∈ Xi | y ′ ∈ X∗ σ}, Wσ = W1,σ ⋂ W2,σ. Як повну систему векторiв {hi}i>1 ⊂ Vσ вiзьмемо спецiальний базис [12], тобто i) {hi}i>1 ортонормована в H; ii) {hi}i>1 ортогональна в Vσ; iii) ∀i > 1 (hi, v)Vσ = λi(hi, v) ∀v ∈ Vσ, де 0 6 λ1 6 λ2, . . . , λj −→ ∞ при j −→ ∞, (·, ·)Vσ — природний скалярний добуток в Vσ. Для кожного n > 1 покладемо Hn = span{hi} n i=1, p0 = max{r1, r2} i розглянемо банаховi простори Xn = Lp0 (S;Hn), X∗ n = Lq0 (S;Hn), Wn = {y ∈ Xn | y′ ∈ X∗ n}, де 1/p0 +1/q0 = 1. Для будь-якого n > 1 In — канонiчне вкладення Xn в X, I∗n : X∗ → X∗ n — спряжений до In. Тодi sup n>1 ‖I∗n‖L(X∗ σ ;X∗ σ) = 1. Введемо такi вiдображення: An : = I∗nAIn : Xn ⇉ X∗ n, Bn : = I∗nBIn : Xn ⇉ X∗ n, fn := I∗nf ∈ X∗ n. 24 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №6 Разом iз задачею (1) ∀n > 1 розглянемо такий клас задач: { y′n +An(yn) +Bn(yn) ∋ fn, yn(0) = yn(T ). (2) Тут похiдна y′n елемента yn ∈ Xn розумiється в сенсi простору скалярних розподiлiв D∗(S;Hn). Означення 1. Будемо казати, що y ∈ W — розв’язок задачi (1) отриманий методом Фаедо–Гальоркiна, якщо y — слабка границя деякої пiдпослiдовностi {ynk }k>1 у просторi Wσ послiдовностi розв’язкiв {yn ∈ Wn, n > 1} вiдповiдних задач (2). Класи вiдображень. Нехай Y — деякий банахiв простiр, Y ∗ — його топологiчно спря- жений простiр, 〈·, ·〉Y : Y ∗ × Y → R — спарювання. Для строгого многозначного вiдобра- ження A : Y ⇉ Y ∗ визначимо верхню [A(y), ω]+ = sup d∈A(y) 〈d,w〉Y i нижню [A(y), ω] _ = = inf d∈A(y) 〈d,w〉Y опорнi функцiї, де y, ω ∈ Y , а також верхню ‖A(y)‖+ = sup d∈A(y) ‖d‖Y ∗ i нижню ‖A(y)‖ _ = inf d∈A(y) ‖d‖Y ∗ норми. Розглянемо пов’язанi з A вiдображення coA : Y ⇉ Y ∗ та ∗ co A : Y ⇉ Y ∗, визначенi спiввiдношеннями (coA)(y) = co(A(y)) та ( ∗ co A(y)) = ∗ co (A(y)) вiдповiдно, де ∗ — ∗-слабке замикання в Y ∗. Опорнi функцiї мають ряд властивостей [7]. Позначимо через Cv(Y ) сiм’ю всiх непорожнiх замкнених опуклих обмежених пiдмножин з простору Y . Нехай W — нормований простiр, неперервно вкладений в Y . Означення 2. Многозначне вiдображення A : Y → 2Y ∗ називається: +(−)-коерцитивним, якщо iснує дiйсна функцiя γ : R+ → R, обмежена знизу на обме- жених в R+ множинах, така, що γ(s) → +∞ при s → +∞ та [A(y), y]+(−) > γ(‖y‖Y )‖y‖Y ∀y ∈ Y ; локально обмеженим, якщо для фiксованого y ∈ Y iснують m > 0 та M > 0 такi, що ‖A(ξ)‖+ 6 M , коли ‖y − ξ‖Y 6 m, ξ ∈ Y ; λ0-псевдомонотонним на W (wλ0 -псевдомонотонним), якщо для будь-якої послiдовностi {yn}n>0 ⊂ W такої, що yn ⇀ y0 в W , dn ⇀ d0 в Y ∗ при n → +∞, де dn ∈ ∗ coA(yn) ∀n > 1, iз нерiвностi lim n→∞ 〈dn, yn − y0〉Y 6 0 випливає iснування таких пiдпослiдовностей {ynk }k>1 з {yn}n>1 та {dnk }k>1 з {dn}n>1, для яких виконується lim k→∞ 〈dnk , ynk − w〉Y > [A(y0), y0 − w]− ∀w ∈ Y. Означене вище многозначне вiдображення задовольняє властивiсть (Π), якщо для довiльної обмеженої множини B ⊂ Y , деякого k > 0 та деякого селектора (d(y) ∈ A(y) ∀ y ∈ B): 〈d(y), y〉Y 6 k для довiльних y ∈ B, ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №6 25 має мiсце iснування K > 0: ‖d(y)‖Y ∗ 6 K для довiльних y ∈ B. Основний результат. Теорема. Нехай A : X1 → Cv(X ∗ 1 ) та B : X2 → Cv(X ∗ 2 ) — многозначнi вiдображення такi, що: 1) A — λ0-псевдомонотонне на Wσ,1 та задовольняє властивiсть (Π); 2) B — λ0-псевдомонотонне на Wσ,2 та задовольняє властивiсть (Π); 3) C = A+B : X ⇉ X∗ — локально обмежене на довiльному скiнченновимiрному пiд- просторi з X та +-коерцитивне. Бiльше того, нехай {hj}j>1 ⊂ Vσ — спецiальний базис. Тодi для довiльного f ∈ X∗ множина Kper H (f) := {y ∈W | y — розв’язок (1), одержаний методом Фаедо–Гальоркiна} непорожня та Kper H (f) = ⋂ n>1 [ ⋃ m>n Kper m (fm) ] Xw , де для довiльного n > 1 Kper n (fn) = {yn ∈Wn | yn — розв’язок (1)}. У випадку, коли A+B : X ⇉ X∗ — -коерцитивне, тодi Kper H (f) — слабкий компакт в X та в Wσ. П р и к л ад . Розглянемо обмежену область Ω ⊂ R n з достатньо гладкою межею ∂Ω, S = [0, T ], Q = Ω × (0;T ), ΓT = ∂Ω × (0;T ). Нехай при i = 1, 2, mi ∈ N, N i 1 (вiдповiдно N i 2 ) — число дифе- ренцiювань за x порядку 6 mi − 1 (вiдповiдно mi) та {Ai α(x, t, η, ξ)}|α|6mi — сiм’я дiйсних функцiй, означених на Q × RNi 1 × RNi 2 . Нехай Dku = {Dβu, |β| = k} − диференцiювання за x, δiu = {u,Du, . . . , Dmi−1u}, Ai α(x, t, δiu,D miv) : x, t→ Ai α(x, t, δiu(x, t), D miv(x, t)). Бiльше того, нехай ψ : R → R — локально лiпшiцова функцiя, Φ = ∂Clψ : R ⇉ R — узагальнений градiєнт Кларка [13]: ∃C > 0: ‖Φ(t)‖+ 6 C(1 + |t|), [Φ(t), t]+ > 1 C (t2 − 1) ∀t ∈ R. (3) Розглянемо таку задачу: ∂y(x, t) ∂t + ∑ |α|6m1 (−1)|α|Dα(A1 α(x, t, δ1y(x, t),D m1y(x, t))) + + ∑ |α|6m2 (−1)|α|Dα(A2 α(x, t, δ2y(x, t),D m2y(x, t))) + Φ(y(x, t)) ∋ f(x, t) в Q, (4) 26 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №6 y(x, 0) = y(x, T ) в Ω, (5) Dαy(x, t) = 0 в ΓT при |α| 6 max{m1;m2}. (6) Припустимо, що H = L2(Ω) та Vi = Wmi,pi 0 (Ω) з pi ∈ (1, 2]: Vi ⊂ H неперервно. За вiдповiдних умов на Ai α дану проблему перепишемо як y′ +A1(y) +A2(y) + ∂ϕ(y) ∋ f, y(0) = y(T ), (7) де f ∈ X∗ = L2(S;L2(Ω))+Lq1 (S;W−m1,q1(Ω))+Lq2 (S;W−m2,q2(Ω)) (p−1 i +q−1 i = 1), ∂ϕ— суб- диференцiал Кларка iнтегрального функцiонала ϕ(y) = ∫ Q ψ(y(x, t)) dxdt в L2(S;L2(Ω)) = = H. Елемент y ∈ W , що задовольняє (7), називається узагальненим розв’язком зада- чi (4)–(6). Вибiр базису. Як повну систему векторiв у просторi Wmi,pi 0 (Ω) можемо взяти спецi- альний базис для пари (H max{m1;m2}+ε 0 (Ω); L2(Ω)) з вiдповiдним ε > 0. Означення операторiв Ai. Нехай Ai α(x, t, η, ξ), означенi в Q × RN i 1 × RN i 2 , задоволь- няють умови: для майже всiх x, t ∈ Q η, ξ → Ai α(x, t, η, ξ) неперервна на RN i 1 × RN i 2 ; для всiх η, ξ вiдображення x, t → Ai α(x, t, η, ξ) вимiрне на Q; ∑ |α|=mi Ai α(x, t, η, ξ)ξα 1 |ξ| + |ξ|pi−1 → +∞ при |ξ| → ∞ для майже всiх x, t ∈ Q та обмежених |η|; ∑ |α|=mi (Ai α(x, t, η, ξ) −Ai α(x, t, η, ξ∗))(ξα − ξ∗α) > 0 при ξ 6= ξ∗ для майже всiх x, t ∈ Q та ∀η; ∑ |α|=mi Ai α(x, t, η, ξ)ξα > c|ξ|pi для великих |ξ|; |Ai α(x, t, η, ξ)| 6 c[|η|pi−1 + |ξ|pi−1 + k(x, t)], k ∈ Lqi (Q). Застосувавши теорему, отримаємо, що задача (4)–(6) має узагальнений розв’язок, який можна одержати методом Фаедо–Гальоркiна. 1. Лионс Ж.-Л. Некоторые методы решения нелинейных краевых задач. – Москва: Мир, 1972. – 587 с. 2. Browder F. E., Hess P. Nonlinear mapping of monotone type in Banach spaces // J. Func. Anal. – 1972. – 11, No 2. – P. 251–294. 3. Скрыпник И.В. Методы исследования эллиптических краевых задач. – Москва: Наука, 1990. – 442 с. 4. Згуровский М.З., Мельник В.С. Метод штрафа для вариационных неравенств с многозначными отображениями. I // Кибернетика и системный анализ. – 2000. – № 4. – С. 57–69. 5. Мельник В.С. Про критичнi точки деяких класiв багатозначних вiдображень // Там же. – 1997. – № 2. – С. 87–98. 6. Згуровский М. З., Мельник В.С. Неравенство Ки Фаня и операторные включения в банаховых про- странствах // Там же. – 2002. – № 2. – С. 70–85. 7. Згуровский М.З., Мельник В.С., Новиков А.Н. Прикладные методы анализа и управления нелиней- ными процессами и полями. – Киев: Наук. думка, 2004. – 590 с. ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №6 27 8. Касьянов П.О., Мельник В.С. Метод Фаедо–Гальоркiна для диференцiально-операторних включень в банахових просторах з вiдображеннями wλ0 -псевдомонотонного типу // Зб. праць Iн-ту математики НАН України. – 2005. – 2, № 1. – С. 103–126. 9. Kasyanov P.O., Mel’nik V. S., Toscano S. Periodic solutions for nonlinear evolution equations with Wλ0 -pseudomonotone maps // Нелiнiйнi коливання. – 2006. – No 2. – С. 187–212. 10. Kasyanov P.O., Mel’nik V. S., Yasinsky V.V. Evolution inclusions and inequalities in Banach spaces with wλ-pseudomonotone maps. – Киев: Наук. думка, 2007. – 308 с. 11. Рид М., Саймон Б. Методы современной математической физики. В 4 т. – Москва: Мир, 1977. – Т. 1. – 359 с. 12. Temam R. Infinite-dimensional dynamical systems in mechanics and physics. – New York, 1988. – 643 p. 13. Clarke F.H. Optimization and nonsmooth analysis. – Philadelphia: SIAM, 1990. – 280 p. Надiйшло до редакцiї 23.08.2007Київський нацiональний унiверситет iм. Тараса Шевченка УДК 512.54 © 2008 Я.В. Лавренюк, В.В. Некрашевич Групи зберiгаючих мiру гомеоморфiзмiв множини Кантора (Представлено членом-кореспондентом НАН України М.О. Перестюком) We study the Bernoulli measure-preserving groups of self-homeomorphisms of spherically ho- mogeneous trees. 1. Нагадаємо необхiднi нам поняття, пов’язанi з кореневими деревами та їхнiми границями. Бiльш докладно про це можна прочитати в [1, 2]. Кореневе дерево — це дерево з видiленою вершиною, яка називається коренем дерева. Ми розглядатимемо лише локально скiнченнi дерева. Вершина v дерева T лежить пiд вершиною w, якщо шлях, що з’єднує вершину v з коре- нем, мiстить вершину w (позначатимемо це v ≺ w). Ми позначатимемо Tv повне пiддерево дерева T , що складається з усiх вершин, що лежать нижче вiд v з коренем v. Рiвнем n (сферою радiусом n) називається множина Vn, що складається з усiх вершин, якi лежать на вiдстанi n вiд кореня. Кореневе дерево T називається сферично однорiдним, якщо в кожному рiвнi дерева T усi вершини мають однакову валентнiсть. Сферичний iн- декс сферично однорiдного дерева T — це послiдовнiсть (n0, n1, . . .), де n0 — валентнiсть кореневої вершини, а nm +1 — валентнiсть довiльної вершини з рiвня m. Нагадаємо, що су- пернатуральним числом називається формальний нескiнченний добуток вигляду pα1 1 pα2 2 · · · , де p1, p2, . . . — усi простi числа в природному порядку, а αi — або цiле невiд’ємне число, 28 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №6
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-4674
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1025-6415
language Ukrainian
last_indexed 2025-11-27T19:28:17Z
publishDate 2008
publisher Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
record_format dspace
spelling Касьянов, П.О.
2009-12-17T16:15:19Z
2009-12-17T16:15:19Z
2008
Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями / П.О. Касьянов // Доп. НАН України. — 2008. — № 6. — С. 23-28. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.
1025-6415
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4674
517.9
We consider the first-order differential-operator inclusions with operators of the ωλ0 -pseudomonotone type. The existence of periodic solutions for such inclusions by using the Faedo–Galerkin method is justified. The a priori estimates have been obtained. An example illustrating the given result has been adduced.
uk
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
Математика
Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями
Article
published earlier
spellingShingle Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями
Касьянов, П.О.
Математика
title Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями
title_full Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями
title_fullStr Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями
title_full_unstemmed Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями
title_short Про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями
title_sort про перiодичнi розв’язки еволюцiйних включень першого порядку з ωλ0-псевдомонотонними вiдображеннями
topic Математика
topic_facet Математика
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4674
work_keys_str_mv AT kasʹânovpo properiodičnirozvâzkievolûciinihvklûčenʹperšogoporâdkuzωλ0psevdomonotonnimividobražennâmi