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凸平面域的第一特征函数的大小。 (英语) Zbl 0896.35092号

设(Omega)是(mathbb{R}^2)中的有界凸域,并且(u)是(Omega\)上Dirichlet-Laplacian的本征函数,对应于第一个本征值。给出了对所有凸域一致的(u)的一个估计;特别是,(u)达到最大值的唯一点((x0,y0))位于与内半径相当的距离内,并且对于任意大的直径来说是一致的。此外,通过证明(u)与相关的常微分算子({mathcal L})的Dirichlet问题的第一特征函数密切相关,给出了(u)的其他水平集的位置估计,定义如下:旋转和扩张后,(Omega)可以写成(Omega={(x,y):f_1(x)<y<f2(x),a<x<b\}),其中\(f1\),\(f2)分别是凸的和凹的,\([a,b]\)上的\(0\leqf1(x)\leqf2(x。利用\(h(x)=f_2(x)-f_1(x)\),定义\[{\mathcal L}={d^2\over dx^2}-{\pi\over h(x)^2}。\]如果([a,b]\)上({mathcal L}\)的Dirichlet问题的第一特征函数(φ)在(x_1\)处有一个最大值,则证明了(|x_0-x_1|leq C\)对于某个绝对常数(C\)。
另一个结果是根据控制(u)形状的长度标度(L)和区间(I)给出的,该区间大致是内接在最小狄利克雷特征值的(欧米茄)中的矩形的长度以及矩形在(x)轴上的投影。结果是,如果将(u)和(phi)归一化为(max u=max phi=1),则存在一个绝对常数\[|u(x,y)-\phi(x)\sin\alpha(x,y)|\leq C/L\]对于与一半长度的\(I\)同心的区间上的所有\(x\),其中\(\alpha(x,y)=\pi(y-f_1(x))/h(x)\)。在即将发表的一篇论文中,估计中的数量级被证明是最有可能的。还讨论了计算结果与数值计算之间的关系。

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35P05号 偏微分方程线性谱理论的一般主题
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
35B05型 PDE背景下的振荡、解的零点、中值定理等
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参考文献:

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