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带洞对称区域的Szegö-Weinberger型不等式。 (英语) Zbl 1482.35141号

小结:设(\mu_2(\Omega)\)是有界域中Neumann-Laplacian的第一个正特征值。Szegöfor(N=2)和Weinberger for(Ngeq2)证明了在所有等测度域中,如果Omega是一个球,则(mu_2(Omega)达到其全局最大值。在目前的工作中,我们从两个方向发展了温伯格的方法。首先,我们通过显示(mu_2(\Omega_{mathrm{out}}\setminus \overline{\Omega}{\mathrm}-in}})形式的一类域(相对于每个坐标平面((x_i,x_j)))是中心对称或对称的2阶域,改进了Szegö-Weinberger结果_{\mathrm{in}})\leq\mu_2(B_\beta\setminus\上划线{乙}_\alpha),其中(B_{\alpha},B_{\ beta})是以原点为中心的球,例如\(B__{\alpha}\subset\Omega_{\mathrm{in}})和\(|\Omega{\mathr m{out}}\setminus\overline{\Omegan}_{\mathrm{in}}|=|B_{\tabet}\set减号\overline{乙}_{\alpha}|\)。其次,我们通过在域上施加额外的对称性假设,为更高的特征值提供了Szegö-Weinberger型不等式。也就是说,如果\(\Omega_{\mathrm{out}}\setminus\overline{\Omega}{\mathrm{in}}\)是4阶对称的,那么我们证明了\(\mu_i(\Omega_{\mathrm{out}}\seteminus\outline{\Omega}}{\mathrm{in}})\leq\mu_i(B_beta\setminus \overline{乙}_\(i=3,点,N+2),其中我们也允许(Omega_{\mathrm{in}})和(B_{\alpha})为空。如果\(N=2\)和域是8阶对称的,则后一个不等式对于\(i=5\)成立。给出了所得到的对称类以外区域不等式的反例。讨论了高维中具有所需对称性的非径向区域的存在性和性质。作为一个辅助结果,我们获得了与(mu_{N+2}(B_beta\setminus\ overline)相关的本征函数的非辐射性{乙}_\α)\)。

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第35页 偏微分方程背景下特征值的估计
34升15 特征值,特征值的估计,常微分算子的上界和下界
35B06型 PDE上下文中的对称性、不变量等
35J25型 二阶椭圆方程的边值问题
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