我们研究了分数阶微分方程解的存在唯一性
具有两类边界条件和两类分数导数Riemann-Liouville和Caputo的偏序Banach空间。
2.1具有Riemann-Liouville分数阶导数的分数阶微分方程的存在性结果
首先,我们研究了分数阶微分方程正解的存在唯一性
哪里是Riemann-Liouville分数阶导数α.让.考虑上连续函数的Banach空间用超范数和集。那么P(P)是一个正常的圆锥体。
引理2.1 让 ,,, 和 .然后是问题 具有边值条件 有解决方案 当且仅当 是分数阶积分方程的解
哪里
证明发件人以及边界条件,很容易看出.通过分数积分的定义,我们得到
因此,和
自,我们获得
因此,
这就完成了证明。□
现在,我们准备陈述并证明我们的第一个主要结果。
定理2.2 让 被给予并出租 τ 和 φ 上有两个函数 这样的话 为所有人 .假设 是一个满射 在中增加 u个 对于每个固定 t吨, 和 为所有人 和 .假设存在 , 和 这样的话
为所有人 ,哪里 是引理中定义的格林函数吗2.1.然后是问题(2.1)具有边值条件(2.2)有独特的积极解决方案 .此外,对于序列 ,我们有 为所有人 .
证明通过使用引理2.1,问题等价于积分方程
哪里
定义运算符通过。那么u个是问题的解决方案当且仅当.很容易检查操作员A类正在上增加P(P)另一方面,
为所有人和因此,操作员A类是τ-φ-凹面。自
为所有人,我们得到现在,通过使用定理1.1A类有独特的积极解决方案。这就完成了证明。□
这里,我们给出以下示例来说明定理2.2。
示例2.1让给出。考虑周期边值问题
哪里,克持续打开和.放置
然后现在,定义,,,还有为所有人t吨。那么是一个满射为所有人.对于每个,我们有
现在,把,和.然后我们得到
和
因此,通过使用定理2.2,该问题在.
2.2具有Caputo分数阶导数的分数阶微分方程的存在性结果
在这里,我们研究了分数阶微分方程正解的存在唯一性
(2.3)
(2.4)
哪里是Caputo分数阶导数α.让是上连续函数的Banach空间以超标准和
众所周知P(P)是一个正常的圆锥体。类似于引理2.1的证明,我们可以证明以下结果。
引理2.3 让 ,,, 和 .然后是问题 具有边值条件 和 有解决方案 当且仅当 是分数阶积分方程的解 ,哪里
定理2.4 让 被给予并出租 τ 和 φ 两个阳性-上的有值函数 这样的话 为所有人 .假设 是一个满射 在中增加 u个 对于每个固定 t吨, 无论何时 和 否则,还有 为所有人 和 .假设存在 , 和 这样的话
为所有人 ,哪里 是引理中定义的格林函数2.3.然后是问题(2.3)具有边值条件(2.4)有独特的积极解决方案 .此外,对于序列 ,我们有 为所有人 .
证明定义操作符就足够了通过
现在,通过使用定理2.2的类似证明,可以证明为所有人和,以及操作员A类是τ-φ-凹面。通过使用定理1.1A类有独特的积极解决方案.这通过使用引理2.3完成了证明。□
下面我们给出一个例子来说明定理2.4。
例2.2让.考虑周期边值问题
哪里克是上的连续函数具有.放置,和
然后现在,定义,,,和那么很容易看出是一张满射图对于。此外,我们还有
为所有人现在,把,还有.那么我们有
和
因此,通过使用定理2.4,该问题在.