×

具有不定权重和Robin条件的主特征值优化器的性质。 (英语) Zbl 1366.49004号

作者分析了一个由不定权线性特征值控制的自由边界/形状优化问题\[\Δ\varphi+\lambda m\varphi=0\;\文本{in}\,\Omega,\;\;\partial_n\varphi+\beta\varphi=0\;\文本{on}\,\partial\Omega,\]其中,\(\Omega\)是\(\mathbb{R}^N\)中的一个有界开连通集,具有Lipschitz边界\(\partial\Omega \),权重\(m\)是一个在\(\欧米茄\)中改变符号的有界可测函数,即\(\Omega_m^+=\{x\in\Omegan:\,m(x)>0\}\)有一个严格介于\(0\)和\(|\Omega|\)之间的测度,并满足\(-1\leq-m(x)\leq\kappa\;\文本{a.e.}\,x\在\欧米茄中,\;\kappa>0.)优化问题的形式如下\[\inf_{m\in\mathcal{m}}\lambda(m),\;\在L^{infty}中的mathcal{M}=\left\{M\:-1\leq-M\leq\kappa,\|\欧米茄_m^+|>0,\;\int_\Omega m\geq-m_0|\Omega|\right\}。\]考虑这样一个问题的生物动机被阐明了。

MSC公司:

49甲15 常微分方程最优控制问题的存在性理论
49K20型 偏微分方程问题的最优性条件
2010年第49季度 优化最小曲面以外的形状
49卢比 算子特征值的变分方法
4.95亿 基于必要条件的数值方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Afrouzi,G.A.,Brown,K.J.:关于具有不定权重和Robin边界条件的边值问题的主特征值。程序。美国数学。Soc.127(1),125-130(1999)·Zbl 0903.35045号 ·网址:10.1090/S0002-9939-99-04561-X
[2] Kolmogorov,A.N.,Petrovsky,I.G.,Piskunov,N.S.:《扩散方程练习集》(Etude de l’équation de la diffusion avec croissance de la quantitéde matière et son application A un problème biologique)。莫斯科大学数学。牛市。1, 1-26 (1937) ·Zbl 0018.32106号
[3] Bandle,C.:非均匀自由膜某些特征值的等周不等式。SIAM J.应用。数学。22, 142-147 (1972) ·兹比尔0237.35069 ·doi:10.1137/0122016年
[4] Bandle,C.:等距不等式及其应用,数学专著和研究,第7卷。皮特曼(高级出版计划),波士顿(1980年)·Zbl 0436.35063号
[5] Berestycki,H.:个人沟通(2012)·Zbl 0043.14401号
[6] Berestycki,H.,Hamel,F.,Roques,L.:周期碎片环境模型的分析。一、物种持久性。数学杂志。生物学51(1),75-113(2005)·Zbl 1066.92047号 ·doi:10.1007/s00285-004-0313-3
[7] Berestycki,H.,Lachand-Robert,T.:单调重排的一些性质及其在圆柱椭圆方程中的应用。数学。纳克里斯。266, 3-19 (2004) ·Zbl 1084.35003号 ·doi:10.1002/mana.200310139
[8] Bócher,M.:在特定例外情况下的最小特征数。牛市。美国数学。《社会学杂志》21(1),6-9(1914)·doi:10.1090/S0002-9904-1914-02560-1
[9] Cantrell,R.S.,Cosner,C.:不确定权重的扩散逻辑方程:干扰环境中的人口模型。程序。R.Soc.爱丁堡教派。A 112(3-4),293-318(1989)·Zbl 0711.92020号 ·文件编号:10.1017/S030821050001876X
[10] Cantrell,R.S.,Cosner,C.:不确定权重的扩散逻辑方程:干扰环境中的人口模型II。SIAM J.数学。分析。22(4), 1043-1064 (1991) ·Zbl 0726.92024号 ·doi:10.1137/0522068
[11] Cantrell,R.S.,Cosner,C.:人口动态中空间异质性的影响。数学杂志。生物学29(4),315-338(1991)·Zbl 0722.92018号 ·doi:10.1007/BF00167155
[12] Cantrell,R.S.,Cosner,C.:通过反应扩散方程的空间生态学。数学和计算生物学威利系列。奇切斯特·威利(2003)·Zbl 1059.92051号
[13] Chanillo,S.、Grieser,D.、Imai,M.、Kurata,K.、Ohnishi,I.:复合膜特征值优化中的对称破缺和其他现象。公共数学。物理。214(2), 315-337 (2000) ·Zbl 0972.49030号 ·doi:10.1007/PL00005534
[14] Chanillo,S.、Grieser,D.、Kurata,K.:复合膜优化中的自由边界问题。在:偏微分方程控制中的微分几何方法(科罗拉多州博尔德市,1999年),第268卷。康斯坦普。数学。,第61-81页。美国数学。Soc.,普罗维登斯,RI(2000)·Zbl 0988.35124号
[15] Chanillo,S.,Kenig,C.E.:复合膜问题的弱唯一性和部分正则性。《欧洲数学杂志》。Soc.(JEMS)10(3),705-737(2008)·Zbl 1154.35096号 ·doi:10.4171/JEMS/127
[16] Chanillo,S.,Kenig,C.E.,To,T.:[{mathbb{R}}^2\]R2复合膜问题中极小值的正则性。J.功能。分析。255(9), 2299-2320 (2008) ·Zbl 1154.49026号 ·doi:10.1016/j.jfa.2008.04.015
[17] Colbois,B.,El Soufi,A.:加权拉普拉斯谱。工作底稿或预印本(2016)·Zbl 1036.58026号
[18] Cox,S.J.,McLaughlin,J.R.:复合膜的极值特征值问题。一、 二、。申请。数学。最佳方案。22(2):153-167, 169-187 (1990) ·Zbl 0709.73044号
[19] Derlet,A.,Gossez,J.-P.,Takáč,P.:具有不定权重的拟线性椭圆Neumann问题的特征值最小化。数学杂志。分析。申请。371(1), 69-79 (2010) ·Zbl 1197.35105号 ·doi:10.1016/j.jmaa.2010.03.068
[20] Fisher,R.A.:优势基因的进展。安·尤根。335-369年7月(1937年)
[21] 弗莱明,W.H.:群体遗传学中的选择迁移模型。数学杂志。生物学2(3),219-233(1975)·Zbl 0325.92009号 ·doi:10.1007/BF00277151
[22] Girouard,A.,Polterovich,I.:低Neumann和Steklov特征值的形状优化。数学。方法应用。科学。33(4), 501-516 (2010) ·Zbl 1186.35121号
[23] Harrell II,E.M.,Kröger,P.,Kurata,K.:关于障碍物或井的放置,以优化基本特征值。SIAM J.数学。分析。33(1),240-259(2001)(电子版)·Zbl 0994.47015号
[24] Henrot,A.:椭圆算子特征值的极值问题。数学前沿。Birkhäuser Verlag,巴塞尔(2006年)·Zbl 1109.35081号
[25] Henrot,A.,Oudet,E.:用Dirichlet边界条件最小化拉普拉斯算子的第二特征值。架构(architecture)。定额。机械。分析。169(1),73-87(2003)·Zbl 1055.35080号 ·doi:10.1007/s00205-003-0259-4
[26] Henrot,A.,Privat,Y.:管道的最佳形状是什么?架构(architecture)。定额。机械。分析。196(1), 281-302 (2010) ·Zbl 1304.76022号 ·doi:10.1007/s00205-009-0243-8
[27] Hess,P.,Kato,T.:关于一些具有不定权函数的线性和非线性特征值问题。通信部分差异。埃克。5(10), 999-1030 (1980) ·Zbl 0477.35075号 ·doi:10.1080/03605308008820162
[28] Hintermüller,M.,Kao,C.-Y.,Laurain,A.:具有不定权重和Robin边界条件的椭圆问题的主特征值最小化。申请。数学。最佳方案。65(1), 111-146 (2012) ·Zbl 1242.49094号 ·数字对象标识代码:10.1007/s00245-011-9153-x
[29] Jha,K.,Porru,G.:Neumann边界条件下主特征值的最小化。数字。功能。分析。最佳方案。32(11), 1146-1165 (2011) ·Zbl 1239.47061号 ·doi:10.1080/01630563.2011.592244
[30] Kao,C.-Y.,Lou,Y.,Yanagida,E.:柱形域上具有不定权重的椭圆问题的主特征值。数学。Biosci公司。工程5(2),315-335(2008)·Zbl 1167.35426号 ·doi:10.3934/mbe.2008.5.315
[31] Kawohl,B.:重排不等式的等周性质及其对一些变分问题的结果。架构(architecture)。理性力学。分析。94(3), 227-243 (1986) ·Zbl 0603.49030号 ·doi:10.1007/BF00279864
[32] Kohn,R.V.,Strang,G.:变分问题的最优设计和松弛,I.Comm.纯应用。数学。39(1), 113-137 (1986) ·Zbl 0609.49008号 ·doi:10.1002/cpa.3160390107
[33] Kohn,R.V.,Strang,G.:变分问题的优化设计和松弛,II。普通纯应用程序。数学。39(2), 139-182 (1986) ·Zbl 0621.49008号 ·doi:10.1002/cpa.3160390202
[34] Kohn,R.V.,Strang,G.:变分问题的优化设计和松弛,III.通信纯应用。数学。39(3), 353-377 (1986) ·Zbl 0694.49004号 ·doi:10.1002/cpa.3160390305
[35] Krein,M.G.:关于特征值的最大值和最小值以及Lyapunov稳定区的某些问题。美国数学。社会事务处理。2(1), 163-187 (1955) ·兹比尔0066.33404 ·doi:10.1090/trans2/001/08
[36] Laugesen,R.S.:非均匀膜上拉普拉斯算子的特征值。美国数学杂志。120(2), 305-344 (1998) ·Zbl 0908.35086号 ·doi:10.1353/ajm.1998.0013
[37] Lou,Y.,Yanagida,E.:具有不定权重的椭圆边值问题的主特征值最小化,以及在种群动力学中的应用。日本。J.印度。申请。数学。23(3), 275-292 (2006) ·Zbl 1185.35059号 ·doi:10.1007/BF03167595
[38] Nelson,E.:分析向量。安。数学。2(70), 572-615 (1959) ·Zbl 0091.10704号 ·doi:10.2307/1970331
[39] Privat,Y.,Trélat,E.,Zuazua,E.:具有固定初始数据的波动方程最大能量域的复杂性和正则性。离散连续。动态。系统。序列号。A 35(12),6133-6153(2015)·Zbl 1332.93069号 ·doi:10.3934/dcds.2015.35.6133
[40] Rakotoson,J.-M.:Réarrangement relatif:非工具估计与问题辅助极限。[极限问题的估计工具],第64卷。数学。申请。(柏林)。柏林施普林格出版社(2008)·Zbl 1170.35036号
[41] Roques,L.,Hamel,F.:物种持久性最佳栖息地配置的数学分析。数学。Biosci公司。210(1), 34-59 (2007) ·Zbl 1131.92068号 ·doi:10.1016/j.ms.2007.05.007
[42] Skellam,J.G.:理论种群中的随机扩散。生物特征38,196-218(1951)·Zbl 0043.14401号 ·doi:10.1093/biomet/38.1-2.196
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。