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关于体积约束变分问题。 (英语) Zbl 0945.49005号

设(W\colon{\mathbbR}^{d\timesN}到[0,+\infty[\)是一个具有(p\)增长的拟凸函数,(p>1\),并且这样\[\sum{i,j=1}^d\sum{k=1}^N{部分W\over\partial\xi_{ik}}(\xi)\xi_{jk}v^iv^j>0\text{wherever}\xi^Tv\not=0,\;\xi\在{\mathbb R}^{d\times N}中,\;S^{d-1}中的v,\]其中,\(S^{d-1}\)是\({mathbb R}^d\)中的单位球体。此外,设(Omega\subseteq{mathbbR}^N)是一个开的、有界的、连通的Lipschitz域,(z_1,ldots,z_P)是带(P\geq1)的紧凸集(K\subsetaq{matHBbR}^d)的极值点,并且设(alpha_1,alpha_P>0)verify(sum_{i=1}^P\alpha_i<{mathcalL}^N(Omega ega))。
在本文中,作者证明了该问题的一个存在性结果\[\W^{1,p}(\Omega;{\mathbb R}^d)中的min\left\{\int_\OmegaW(\nabla u)dx:u\;{\mathcal L}^N(\{u=z_i\})=\alpha_i,\;i=1\ldot,P\right\}。\]特别地,他们考虑了具有(d=1)、(W(xi)=|\xi|^2)和(P=2[\).证明了极限配置满足约束最小面积问题\[\min\left\{P_\Omega(E):E\subseteq\Omega\;{\mathcal L}^N(E)=\gamma\right\},\]其中,\(P_\Omega(E)\)表示\(\Omega\)中\(E\)的周长。
同样,在这种情况下,当(N=1)时,极小值被完全刻画,并且为平面中的圆和正方形提出了候选解。
具有(d=1)、(W(xi)=|xi|^2)和(P=2)的极小化问题由M.E.Gurtin先生[平均曲率运动及相关主题:1992年7月20日至24日在意大利特伦托举行的国际会议记录。柏林:de Gruyter。89-97 (1994;Zbl 0809.35145号)]与不混溶流体之间界面的研究有关。研究了具有\(d=1\)、\(W(\xi)=|\xi |^2)和\(P=1\)(即,只有一个体积约束)以及Dirichlet边界条件的类似问题H.W.Alt公司L.A.卡法雷利[J.Reine Angew.数学.325,105-144(1981;兹比尔0449.35105)],和依据N.Aguilera,H.W.AltL.A.卡法雷利[SIAM J.控制优化24,191-198(1986;Zbl 0588.49005号)].

MSC公司:

49J45型 涉及半连续性和收敛性的方法;放松
49J30型 存在属于受限类的最优解(Lipschitz控制、bang-bang控制等)
20年第49季度 几何测量理论环境中的变分问题
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全文: 内政部