让我们回想一下,在
29日],Lei和林引入了一个新的空间,名叫Lei-Lin空间
X
−
1
,它属于一个类定义的规范是基于傅里叶变换,但并不包含在
l
2
。在[
3],Benameur和班能定义有用的空间研究抛物型pd的适定性问题,椭圆,色散类型。更准确地说,
σ
∈
ℝ
,我们定义
(10)
X
σ
ℝ
2
=
f
∈
年代
′
ℝ
2
;
f
^
∈
l
疯狂的
1
ℝ
2
和
ξ
↦
ξ
σ
f
^
ξ
∈
l
1
ℝ
2
,
配备标准
(11)
f
χ
σ
=
∫
ℝ
2
ξ
σ
f
^
ξ
d
ξ
。
为了证明定理
3,我们需要下面的引理。
<年代t一个tement id="lem1">
引理1。
为
2
/
3
<
α
<
1
,
H
˙
α
ℝ
2
⟶
X
1
−
2
α
ℝ
2
。更准确地说,如果
f
∈
H
˙
α
ℝ
2
∩
l
2
ℝ
2
。然后,我们有
(12)
f
X
1
−
2
α
≤
C
f
l
2
3
α
−
2
/
α
f
H
˙
α
2
−
2
α
/
α
。
证明。
为
λ
>
0
,把
f
X
1
−
2
α
=
一个
λ
+
B
λ
,在那里
(13)
一个
λ
=
∫
ξ
<
λ
ξ
1
−
2
α
f
^
ξ
d
ξ
,
B
λ
=
∫
ξ
<
λ
ξ
1
−
2
α
f
^
ξ
d
ξ
。
让我们开始通过控制第一项;使用cauchy - schwarz不等式,我们得到的
(14)
一个
λ
=
∫
ξ
<
λ
ξ
1
−
2
α
×
f
^
ξ
d
ξ
≤
∫
ξ
<
λ
f
^
ξ
d
ξ
1
/
2
∫
ξ
<
λ
ξ
2
−
4
α
d
ξ
1
/
2
≤
4
π
f
l
2
∫
0
λ
r
3
−
4
α
d
r
1
/
2
≤
4
π
4
−
4
α
f
l
2
λ
4
−
4
α
1
/
2
。
因此,
(15)
一个
λ
≤
4
π
4
−
4
α
λ
2
−
2
α
f
l
2
。
类似的计算上述产量
(16)
B
λ
=
∫
ξ
>
λ
ξ
α
f
^
ξ
×
ξ
1
−
3
α
d
ξ
≤
∫
ξ
>
λ
ξ
2
α
f
^
ξ
d
ξ
1
/
2
∫
ξ
>
λ
ξ
2
−
6
α
d
ξ
1
/
2
≤
4
π
f
H
˙
α
∫
λ
∞
r
3
−
6
α
d
r
1
/
2
≤
4
π
6
α
−
4
λ
2
−
3
α
f
H
˙
α
。
然后,
(17)
B
λ
≤
4
π
6
α
−
4
λ
2
−
3
α
f
H
˙
α
。
结合(
15)和(
17),我们得到
(18)
f
X
1
−
2
α
≤
4
π
4
−
4
α
λ
2
−
2
α
f
l
2
+
4
π
6
α
−
4
λ
2
−
3
α
f
H
˙
α
。
优化
f
X
1
−
2
α
,它可以选择
λ
=
f
H
˙
α
/
f
l
2
1
/
α
获得(
12)。
年代t一个tement>
3所示。主要定理的证明
本节的主要目的是研究渐近行为的全球解决方案给出的定理
1。证明了从[
33]。
gydF4y2Ba首先,我们需要
θ
0
∈
X
1
−
2
α
。
gydF4y2Ba让
ε
>
0
,这样
ε
≤
1
/
8
。为
n
∈
ℕ
,把
(19)
一个
n
=
ξ
∈
ℝ
2
;
ξ
≤
n
和
θ
^
0
ξ
≤
n
。
我们有
ℱ
−
1
11
一个
n
。
θ
0
^
是收敛的
X
1
−
2
α
来
θ
0
。然后,有
n
0
∈
ℕ
这样
(20)
θ
0
−
ℱ
−
1
11
一个
n
θ
0
^
X
1
−
2
α
≤
ε
/
4
,
∀
n
≥
n
0
。
让
n
≥
n
0
是一个固定的整数。把
(21)
θ
n
0
=
ℱ
−
1
11
一个
n
。
θ
0
^
,
w
n
0
=
θ
0
−
θ
n
0
。
然后,
(22)
w
n
0
X
1
−
2
α
≤
ε
/
4
,
θ
n
0
∈
X
1
−
2
α
ℝ
2
∩
l
2
ℝ
2
。
考虑到系统
(23)
路上
α
n
∂
t
w
n
+
−
Δ
α
w
n
+
u
w
n
·
∇
w
n
=
0
,
x
∈
ℝ
2
,
t
>
0
,
w
n
0
,
x
=
w
n
0
x
。
对所有
n
≥
n
0
,我们有
(24)
w
n
0
X
1
−
2
α
≤
ε
4
。
使用定理
1;然后,存在一个全球独一无二的解决方案
w
n
∈
C
ℝ
+
,
X
1
−
2
α
ℝ
2
∩
l
1
ℝ
+
,
X
1
ℝ
2
。
gydF4y2Ba此外,
(25)
w
n
t
X
1
−
2
α
+
1
−
4
w
n
0
X
1
−
2
α
∫
0
t
w
n
年代
X
1
d
年代
≤
w
n
0
X
1
−
2
α
,
∀
t
≥
0。
此外,
(26)
∂
t
θ
+
−
Δ
α
θ
+
u
·
∇
θ
=
0
,
θ
0
=
θ
0
∈
X
1
−
2
α
。
把
θ
=
θ
−
w
n
︸
θ
n
+
w
n
。然后,
θ
n
是一个解决以下系统:
(27)
∂
t
θ
n
+
−
Δ
α
θ
n
+
u
θ
n
·
∇
θ
n
+
u
θ
n
·
∇
w
n
+
u
w
n
·
∇
θ
n
=
0
,
θ
n
0
=
θ
n
0
∈
X
1
−
2
α
∩
l
2
。
通过内积
l
2
ℝ
2
与
θ
n
,我们得到
(28)
1
2
d
d
t
θ
n
l
2
2
+
θ
n
H
˙
α
2
≤
u
θ
n
·
∇
w
n
,
θ
n
l
2
。
然后,
(29)
1
2
d
d
t
θ
n
l
2
2
+
θ
n
H
˙
α
2
≤
u
θ
n
·
∇
w
n
,
θ
n
l
2
≤
u
θ
n
·
∇
w
n
l
2
θ
n
l
2
≤
C
ℱ
u
θ
n
·
∇
w
n
l
2
θ
n
l
2
≤
C
ℱ
u
θ
n
∗
ℱ
∇
w
n
l
2
θ
n
l
2
。
年轻的不平等,我们获得
(30)
1
2
d
d
t
θ
n
l
2
2
+
θ
n
H
˙
α
2
≤
C
ℱ
u
θ
n
l
2
ℱ
∇
w
n
l
1
θ
n
l
2
≤
C
n
ℱ
∇
w
n
l
1
θ
n
l
2
2
。
因此,
(31)
1
2
d
d
t
θ
n
l
2
2
+
θ
n
H
˙
α
2
≤
C
n
w
n
X
1
θ
n
l
2
2
。
对时间积分,我们获得
(32)
θ
n
l
2
2
+
2
∫
0
t
θ
n
H
˙
α
2
≤
θ
n
0
l
2
2
+
C
n
∫
0
t
w
n
X
1
θ
n
l
2
2
。
通过Gronwall引理,我们得到的
(33)
θ
n
l
2
2
≤
θ
n
0
l
2
2
经验值
C
n
∫
0
t
w
n
X
1
≤
C
n
θ
n
0
l
2
2
。
结合(
32)和(
33),我们得到
(34)
θ
n
l
2
2
+
2
∫
0
t
θ
n
H
˙
α
2
≤
θ
n
0
l
2
2
+
C
0
θ
n
0
l
2
2
∫
0
∞
w
n
X
1
≤
米
n
。
应用引理
1来
θ
n
,我们推断
(35)
θ
n
X
1
−
2
α
≤
C
θ
n
l
2
3
α
−
2
/
α
θ
n
H
˙
α
2
−
2
α
/
α
。
然后,
(36)
θ
n
X
1
−
2
α
α
/
1
−
α
≤
C
θ
n
l
2
3
α
−
2
/
1
−
α
θ
n
H
˙
α
2
。
从(
33),
(37)
θ
n
X
1
−
2
α
α
/
1
−
α
≤
C
θ
n
H
˙
α
2
。
因此,通过整合和0之间
∞
,我们得到
(38)
∫
0
∞
θ
n
X
1
−
2
α
α
/
1
−
α
≤
C
0
∫
0
∞
θ
n
H
˙
α
2
。
考虑以下的子集
0
,
∞
:
(39)
P
ε
=
t
≥
0
;
θ
n
t
X
1
−
2
α
ℝ
2
≥
ε
4
。
我们有
(40)
θ
n
t
X
1
−
2
α
ℝ
2
≥
1
P
ε
t
ε
4
。
然后,对所有
1
/
2
<
α
≤
1
,
(41)
θ
n
t
X
1
−
2
α
α
/
1
−
α
ℝ
2
≥
1
P
ε
t
ε
4
α
/
1
−
α
。
因此,
(42)
∫
0
∞
θ
n
t
X
1
−
2
α
ℝ
2
α
/
1
−
α
d
t
≥
λ
1
P
ε
ε
4
α
/
1
−
α
。
使用不平等(
38),我们得到
λ
1
P
ε
<
∞
和
0
,
∞
∖
P
ε
≠
∅
。
gydF4y2Ba因此,存在
t
0
∈
0
,
∞
∖
P
ε
。特别是,
(43)
θ
n
t
0
X
1
−
2
α
ℝ
2
<
ε
4
。
现在,把
(44)
θ
t
0
=
θ
t
0
−
w
n
t
0
︸
+
w
n
t
0
=
θ
n
t
0
+
w
n
t
0
。
因此,通过(
24),我们得到
(45)
θ
t
0
X
1
−
2
α
≤
θ
t
0
X
1
−
2
α
+
w
n
t
0
X
1
−
2
α
≤
ε
4
+
w
n
0
X
1
−
2
α
≤
ε
4
+
ε
4
。
因此,
(46)
θ
t
0
X
1
−
2
α
≤
ε
2
≤
ε
。
让我们考虑以下方程:
(47)
∂
t
γ
+
−
Δ
α
γ
+
u
γ
·
∇
γ
=
0
,
x
∈
ℝ
2
,
t
>
0
,
γ
0
,
x
=
γ
0
=
θ
t
0
。
使用不平等(
46)和定理
1,我们推断存在一个独特的解决方案
γ
∈
C
ℝ
+
,
X
1
−
2
α
ℝ
2
∩
l
1
ℝ
+
,
X
1
ℝ
2
的
路上
α
这样
(48)
γ
X
1
−
2
γ
+
1
−
4
γ
0
X
1
−
2
α
∫
0
t
γ
X
1
≤
γ
0
X
1
−
2
α
,
∀
t
≥
0。
解的存在性和唯一性quasi-geostrophic方程
∀
t
≥
0
γ
t
=
θ
t
0
+
t
。然后,
(49)
θ
t
0
+
t
X
1
−
2
α
=
γ
t
X
1
−
2
α
≤
γ
0
X
1
−
2
α
≤
ε
。
因此,定理
3是证明。