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一类带阻尼项的二阶Hamilton系统的多重周期解

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摘要利用临界点理论研究带阻尼项的二阶hamilton系统周期解的存在性.在具有部分周期位势和线性增长非线性项时,根据广义鞍点定理定理,得到了系统多重周期解存在的充分条件.

关键词二阶Hamilton系统;线性增长;部分周期;周期解;临界点

中图分类号O 175.12文献标识号A

1引言与主要结果

考虑二阶Hamilton系统

对所有x = (x1,x2,···,xN)∈RN和a.e.t∈[0,T]成立.其中ki为整数, {ei}为RN中的标准基.

当(2)式中0≤r≤N时,称位势函数F(t,x)是部分周期的.

文献[1]在具有部分周期位势和有界非线性项时,得到了以下定理:

定理1设存在g∈L1(0,T;R+),使得

2003年, Tang Chunlei在文[2]中将有界非线性项推广到次线性非线性项,得到以下定理:

定理2设存在f,g∈L1(0,T;R+)及0≤α< 1,使得

|?F(t,x)|≤f(t)|x|α+ g(t),

对所有x∈RN和a.e.t∈[0,T]成立.设F满足(2)式, 0≤r≤N,且

对所有x∈span{er+1,er+2,···,eN}和a.e.t∈[0,T]成立.则系统(1)在Sobolev空间H1T中至少有r + 1个不同的周期解.

本文考虑带阻尼项的二阶Hamilton系统

定理4的证明下面用c表示常量,我们利用广义鞍点定理[5]来证明定理4.

第1步首先定义ψ: X×V 7R为;ψ(π(u)) =φ(u),则ψ连续可微.

令{π(un)}是泛函ψ的(PS)序列,即{ψ(π(un))}有界,ψ′(π(un))0(n∞),则{φ(un)}有界,φ′(un)0(n∞),蕴含{un}有收敛子列.下面证明(PS)条件成立,先证{un}在H1T中有界.反设当n∞时,∥un∥∞.设{un}?H1T,使得

由反设{un}在H1T中有无界,当n∞时,∥un∥∞,由(13)式,当n∞时,∥Pˉun∥∞.令ε充分小,由(18)式有,当n∞时,φ(un)?∞,这与(8)式矛盾.故{un}在H1T中有界,由文献[6]命题4.1知φ满足(PS)条件.

第2步根据广义鞍点定理,要证明定理4,我们仅需证明下面事实

(i) inf{ψ(π(u)) |π(u)∈Y×V } >?∞.

(ii)当|Px|∞时,有ψ(π(x))?∞,对π(Qx)一致成立,其中x∈RN.

先证(i)

对π(u)∈Y×V , u = Qˉu +?u,类似于(16)式的证明,有

参考文献

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[2] Tang Chunlei. A note on Periodic solutions of second order systems. Proc Amer Math Soc, 2003, 132: 1295-1393.

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[6] Mawhin J, Willem M. Critical point theory and Hamiltonian systems. New York: Springer-Verlag, 1989.