二阶半线性中立型微分方程的振动性
Oscillation of Second-Order Semilinear Differential Equations
DOI: 10.12677/AAM.2017.63048, PDF, HTML, XML,  被引量 下载: 1,727  浏览: 4,515  国家自然科学基金支持
作者: 苏新晓, 戴丽娜, 伍思敏*, 林全文:广东石油化工学院理学院数学系,广东 茂名
关键词: 半线性二阶微分方程广义Riccati变换Semilinear Second-Order Differential Equation Generalized Riccati Transformation
摘要: 利用广义Riccati变换技巧,本文对二阶半线性中立型微分方程
Abstract: 做进一步的研究,给出了新的振动准则,改进了部分文献中的结果,为说明主要结果的应用给出了例子。 By generalized Riccati transformation, this paper mainly studies oscillation of a class of second- order semilinear equation of the form . A new oscillation criterion is given, and the results of some references are improved. The results are illustrated and some examples are given.
文章引用:苏新晓, 戴丽娜, 伍思敏, 林全文. 二阶半线性中立型微分方程的振动性[J]. 应用数学进展, 2017, 6(3): 417-422. https://doi.org/10.12677/AAM.2017.63048

1. 引言

考虑二阶半线性中立型微分方程

(E)

其中,对每一,都有,按照习惯,(E)的解称为振动的,如果它有任意大的零点;否则称它为非振动的。

[1] - [8] 对二阶半线性时滞性微分方程

(E0)

建立了一系列的振动法则,但是,所得结果不够完善, [9] 利用Riccati变换经典不等式

,对方程(E0)建立了新的振动准则,它改进了 [2] 和 [7] 中的结果。

定理A [9] 设是两个奇数的商,,存在函数满足

(1.1)

(1.2)

其中

;,.

则方程(E0)振动。

我们注意到 [9] 中限制是两个奇数的商,在 [9] 工作的启发下,我们在本文中利用Riccati变换技巧,建立了方程(E)的振动准则,它改进了文献中的结果,为说明主要结果的应用给出了例子。

2. 主要结果

使用记号:对,令

, , ,

, ,

下面我们来建立(E)当时的振动准则

定理2.1设,若存在函数满足

(2.1)

(2.2)

则方程(E)振动。

证:设方程有一个非振动解,不失一般性,设存在,使,对所有都成立,此时,由方程(E)可得

(2.3)

上是减函数,因此是不变号的,设存在,分两种情况来展开讨论:

(i) 假设

证明过程与文 [7] 的定理2.1证明类似,得到条件(2.1),在此就不多做讨论了。

(ii) 假设。此时,(2.3)式变成

于是对于,即

(2.4)

上对(2.4)式中的s进行积分,得

,得

(2.5)

于是得到,则,即有

(2.6)

由方程(E)和(2.6)式得

(2.7)

考虑广义Riccati变换

(2.8)

(2.8)式对t进行求导,并由(2.7)知

(2.9)

又由(2.5)得:,所以

乘(2.9)式两边,从关于积分,有

利用,上不等式变为

(2.10)

显然(2.10)式与条件(2.2)矛盾,因此,方程(E)振动。

3. 应用

例:考虑二阶微分方程

(3.1)

其中,我们取

显然,

,

于是,

,

显然当时,方程满足条件(2.1)和(2.2),故由定理2.1知方程(3.1)振动。

基金项目

国家自然科学基金(11271380)、茂名市科技局软科学项目(20140340;2015038)。

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