定理的证明< xref ref-type =“声明”掉= " thm1 " > < / xref >。
假设<在l在e-formula>
φ
是一个非常数的解决方案(
3)。一组<在l在e-formula>
x
∈
一个
,
b
:
φ
′
x
≠
0
开放和非空的在吗<在l在e-formula>
一个
,
b
因此是一个提供的开放时间间隔(不相交的联盟<在l在e-formula>
(
一个
,
x
)
和<在l在e-formula>
(
x
,
b
]
为<在l在e-formula>
x
∈
一个
,
b
被视为“开放时间间隔”<在l在e-formula>
一个
,
b
)。让<在l在e-formula>
一个
0
,
b
0
是这样一个开区间。然后<在l在e-formula>
φ
是非常数的<在l在e-formula>
一个
0
,
b
0
和<在l在e-formula>
φ
′
一个
0
=
φ
′
b
0
。我们将显示<在l在e-formula>
b
0
- - - - - -
一个
0
>
π
/
λ
h
′
x
0
,相当于(
8)。
gydF4y2Ba因为有中间值属性和可微函数<在l在e-formula>
φ
′
x
≠
0
在<在l在e-formula>
一个
0
,
b
0
,我们可以假设<在l在e-formula>
φ
′
>
0
在<在l在e-formula>
一个
0
,
b
0
不失一般性。所以<在l在e-formula>
φ
是严格增加<在l在e-formula>
一个
0
,
b
0
与逆函数<在l在e-formula>
g
=
φ
- - - - - -
1
上定义<在l在e-formula>
φ
一个
0
,
φ
b
0
。一个简单的计算使用(
14分化显示)和链式法则
(28)
d
1
/
g
′
y
2
d
y
=
d
g
- - - - - -
1
′
g
y
2
d
y
=
2
g
- - - - - -
1
′
g
y
·
g
- - - - - -
1
′
′
g
y
·
g
′
y
=
2
g
- - - - - -
1
′
′
g
y
。
条件(
3)意味着
(29)
g
- - - - - -
1
′
′
g
y
+
λ
h
y
=
0
φ
一个
0
≤
y
≤
φ
b
0
,
(30)
lim
y
↓
g
(
φ
(
一个
0
)
)
g
′
y
=
lim
y
↑
g
(
φ
(
b
0
)
)
g
′
y
=
+
∞
。
整合双方的
29日)和使用(
28),我们得到
(31)
1
2
g
′
y
2
+
λ
H
y
=
C
1
φ
一个
0
<
y
<
φ
b
0
,
在恒定的<在l在e-formula>
C
1
。我们假设<在l在e-formula>
λ
>
0
不失一般性。然后
(32)
g
′
y
=
1
2
λ
·
1
C
2
- - - - - -
H
y
φ
一个
0
<
y
<
φ
b
0
与<在l在e-formula>
C
2
=
C
1
/
λ
。因此,
(33)
H
y
<
C
2
φ
一个
0
<
y
<
φ
b
0
。
的属性<在l在e-formula>
H
前面所述的一样,这个函数<在l在e-formula>
y
↦
H
y
与期<在l在e-formula>
2
l
,减少<在l在e-formula>
(
- - - - - -
l
,
0
]
,增加<在l在e-formula>
0
,
l
。等式(
30.)和(
32)产量
(34)
H
y
⟶
C
2
y
↓
φ
一个
0
或
y
↑
φ
b
0
。
这在一起(
33)的属性<在l在e-formula>
H
表明存在<在l在e-formula>
t
∈
(
0
,
l
]
和<在l在e-formula>
z
∈
Z
这样<在l在e-formula>
C
2
=
H
x
0
+
t
,<在l在e-formula>
φ
一个
0
=
x
0
+
2
l
z
- - - - - -
t
,<在l在e-formula>
φ
b
0
=
x
0
+
2
l
z
+
t
。因此,
(35)
b
0
- - - - - -
一个
0
=
g
φ
b
0
- - - - - -
g
φ
一个
0
=
g
φ
b
0
- - - - - -
2
l
z
- - - - - -
g
φ
一个
0
- - - - - -
2
l
z
=
g
x
0
+
t
- - - - - -
g
x
0
- - - - - -
t
=
∫
- - - - - -
t
t
g
′
x
0
+
y
d
y
。
自<在l在e-formula>
H
是偶函数,它遵循从(
32),
(36)
b
0
- - - - - -
一个
0
=
1
2
λ
∫
- - - - - -
t
t
1
H
t
- - - - - -
H
y
d
y
=
2
λ
∫
0
t
1
H
t
- - - - - -
H
y
d
y
=
2
λ
p
t
。
请注意,<在l在e-formula>
p
是严格增加<在l在e-formula>
(
0
,
l
]
(见引理
6)。因此
(37)
b
- - - - - -
一个
≥
b
0
- - - - - -
一个
0
=
2
λ
p
t
>
lim
t
↓
0
2
λ
p
t
=
π
λ
h
′
x
0
,
这意味着(
8),因此一半的定理
4是证明。
gydF4y2Ba对于另一半,我们假设不失一般性<在l在e-formula>
λ
>
0
,并承担(
8)持有;也就是说,
(38)
b
- - - - - -
一个
≥
π
λ
h
′
x
0
。
我们表明,(
2)有一个非常数的解决方案。
gydF4y2Ba首先,它遵循从(
27),出口<在l在e-formula>
t
0
>
0
这样
(39)
2
λ
p
t
0
<
b
- - - - - -
一个
。
让
(40)
b
1
=
一个
+
2
λ
p
t
0
<
b
。
定义一个连续函数<在l在e-formula>
g
0
在<在l在e-formula>
- - - - - -
t
0
,
t
0
通过<在l在e-formula>
g
- - - - - -
t
0
=
一个
和
(41)
g
0
′
y
=
1
2
λ
·
1
H
t
0
- - - - - -
H
y
- - - - - -
t
0
<
y
<
t
0
。
定义(
21)的收益率
(42)
g
t
0
=
一个
+
∫
- - - - - -
t
0
t
0
g
0
′
t
d
t
=
一个
+
2
1
2
λ
·
∫
0
t
0
1
H
t
0
- - - - - -
H
y
d
t
=
一个
+
2
λ
p
t
0
=
b
1
。
除此之外,
(43)
1
2
g
0
′
y
2
+
λ
H
y
=
λ
H
t
0
- - - - - -
t
0
<
y
<
t
0
。
区分双方(
45)和使用(
28),我们得到
(44)
g
0
- - - - - -
1
′′
g
0
y
+
λ
h
y
=
0
- - - - - -
t
0
≤
y
≤
t
0
。
从(
43),它遵循
(45)
lim
y
↓
- - - - - -
t
0
g
0
′
y
=
lim
y
↑
t
0
g
′
y
=
+
∞
。
定义<在l在e-formula>
φ
0
=
g
0
- - - - - -
1
。然后(
44)和(
45)说,
(46)
φ
0
′′
x
+
λ
h
φ
0
x
=
0
一个
<
x
<
b
1
,
φ
0
′
一个
=
φ
0
′
b
1
=
0
。
从(
46)和假设(H1),我们看到
(47)
lim
x
↑
b
1
φ
0
′′
x
=
lim
x
↑
b
1
- - - - - -
λ
h
φ
0
x
=
lim
x
↑
t
0
- - - - - -
λ
h
y
=
h
t
0
=
0
,
和类似的<在l在e-formula>
lim
x
↓
一个
φ
0
′′
x
=
0
。通过定义<在l在e-formula>
φ
0
x
=
φ
0
b
1
当<在l在e-formula>
b
1
<
x
≤
b
,函数<在l在e-formula>
φ
0
扩展,从而定义了<在l在e-formula>
一个
,
b
这样
(48)
φ
0
′′
x
+
λ
h
φ
0
x
=
0
一个
≤
x
≤
b
,
φ
0
′
一个
=
φ
0
′
b
=
0
。
证明已经完成。
示例7 (BVP (< xref ref-type =“disp-formula”掉= " EEq2 " > < / xref > 2)重返)。
我们关心的是BVP (
2);也就是说,
(49)
φ
′′
+
λ
罪
φ
=
0
在
(
一个
,
b
)
,
φ
′
一个
=
φ
′
b
=
0
。
当且仅当这个问题非常数的解决方案<在l在e-formula>
b
- - - - - -
一个
2
λ
<
π
2
。事实上,我们看到
(50)
罪
x
+
π
=
- - - - - -
罪
x
x
∈
R
,对于一些<在l在e-formula>
x
0
∈
R
,
(51)
0
<
罪
x
=
- - - - - -
罪
- - - - - -
x
0
<
x
<
π
,
h
′
0
>
0
,
(52)
x
⟼
∫
0
x
罪
t
d
t
是
一个
凹
函数
在
0
,
π
。
请注意,(
52)是微不足道的自
(53)
∫
0
x
罪
t
d
t
=
1
- - - - - -
因为
x
=
2
因为
x
2
0
≤
x
≤
π
。
注8。
在本文中,我们解决了一类分岔问题诺伊曼半线性椭圆型方程的边值问题;也就是说,
(54)
φ
′′
+
λ
h
∘
φ
=
0
在
(
一个
,
b
)
,
φ
′
一个
=
φ
′
b
=
0
;
这个边值问题的控制方程进行推广了经典的梁假设方程的非线性交互表单<在l在e-formula>
R
∋
u
↦
h
(
罪
u
)
∈
R
而不是<在l在e-formula>
R
∋
u
↦
罪
u
∈
R
。更重要的是,经典的梁方程的分岔问题可以解决使用抽象分歧定理在非线性分析中,虽然广义梁方程可以吗
不是。我们提供了一个统一的方法来理解这类问题。事实上,我们的方法很一般,非常基本的。
gydF4y2Ba值得提到分岔问题梁方程以外的其他类型(
3)都进行了广泛的研究;参见[
19- - - - - -
22引用文献)和深刻的。常用的方法在文献中与我们的有很大不同,作为基础更加先进,在功能分析复杂的知识。