在本节中,我们将证明定理1.1分两步进行。首先,我们收集了几个技术引理,这些引理提供了必要的Lipschitz界来设置一个压缩参数,并获得了\(L^{q,p}(\gamma)\)第二步是证明\(H^{2J}(\gamma)\).从这一点开始,κ将表示不等式中可能从一行变到另一行的变量通用常数,当它取决于重要参数时,我们将强调它。此外,我们将使用符号\(\泽塔(0)\)而不是\(\泽塔(t=0)\)所有功能,以及\(\varPsi:=\psi-\varphi\)和\(\rho{\varPsi}:=\rho_{\psi}-\rho_{\varphi}\)当没有混淆时。
对于所有人\(J\在{\mathbb{N}}^{\star}\中),我们表示为\(U_{J}(t)\)自由高阶薛定谔算子的传播子。更准确地说,
$$U_{J}(t)=e ^{-\mathrm{i} t吨H_{J}},\qquad H_{J}:=-\sum_{J=0}^{J}\frac{\alpha(J)\hbar^{2j}}{m^{2j-1}c^{2j-2}}\Delta^{J}$$
特别地,\(U_{J}(t)\)是每个\(H^{s}\)为所有人\(s\in\mathbb{R}\)(参见参考[6],建议3.4)。为了证明解的存在性,我们寻求以下泛函的不动点:
$$\begin{aligned}\varLambda[\psi](t,x):=&U_{J}(t)\phi\\&{}-\mathrm{i}\int_{0}^{t}U_{J}(t-s)\biggl(x,s),ds:=&U_{J}(t)\phi-\mathrm{i}\int_{0}^{t}U_{J}(t-s)\bigl(mathfrak{c})(psi)+\mathfrak{P}(\psi)-\mathbrak{S}(\fsi)\biger)(x,S)\,ds,\end{aligned}$$
在一个精心挑选的封闭球里。为了简化符号,我们将使用以下内容:
$$\varLambda_{I}(\xi)(t,x):=\int_{I\cap\{s,t\}}U_{J}(t-s)\xi(s,x)\,ds$$
对于所有时间间隔我,这样我们才能写作
$$\varLambda[\psi](t,x):=U_{J}(t)\phi-\mathrm{i}\varLampda_{i}\bigl(\mathfrak{C}(\psi)+\mathbrak{P}(\ psi)-\mathfrak{S}(\fsi)\bigr)(t,x)$$
(2)
2.1
\(L^{q,p}(\gamma)\)解决
在本小节中,我们证明了定理的第一部分1.1。为此,我们需要传播算子的以下局部Strichartz估计\(U_{J}(t)\).
引理2.1
([21])
让
\(J\geq2),\((q{1},p{1}),(q{2},p2}),和
我
长度小于的有限时间间隔1然后:
-
1
存在
\(\kappa:=\kappa(p{1})\)
这样的话
$$\bigl\Vert U_{J}(\cdot)\zeta\bigr\Vert_{L^{q_{1}.p_{1{}}_{I}(\ gamma)}\leq\kappa\Vert\zeta\Vert_{L^_2}(\fagama)}},\quad\textit{代表L^{2}(\gamma”)中的所有}\zeta\$$
-
2
如果
我
包含原点,存在
\(\kappa:=\kappa(p{1},p{2})\)
这样的话
$$\bigl\Vert\varLambda_{I}(\zeta)\bigr\Vert_{L^{q_1}.p_{1}}_{I{(\gamma)}\leq\kappa\Vert\zeta\Vert_{L^}\frac{q_2}}{q_{2}-1},\压裂{p{2}}{p_{2}-1}}_{一} (\gamma)},\quad\textit{代表L^{\frac{q_{2}}{q中的所有}\zeta\_{2}-1},\压裂{p{2}}{p_{2}-1}}(\gamma)$$
这个引理是[21]. 经典Strichartz估计对我们的加权空间的适应性很简单,我们请读者参考[17]作为证据。感谢Lemma2.1,我们有
$$\bigl\Vert U_{J}(\cdot)\zeta\bigr\Vert_{\mathfrak{B}^{q_{1},p_{1{}{I}(\ gamma)}\leq\kappa(p_{1})\Vert\zeta\Vert_{L^{2}{q{1},p_{1}}{I}}\leq\kappa(p_{1\,p_2})\Vert\zeta\Vert_{\mathfrak{B}^{\prime q{2},p2}}_{I}(\gamma)}$$
(3)
只要右手边是有限的。接下来,我们回顾SPS系统的以下质量保护属性。
引理2.2
让
\(T>0)
和
\(φ=(\phi_{i})_{i\在{\mathbb{N}}中)
中的一组初始数据
\(L^{2}(\gamma)\).如果存在弱解
\(\psi(t)=({\psi_{i}(t)}){i\在{\mathbb{N}}}中)
到上的SPS系统
\([0,T]\),然后
\((({\psi_{i}(t)}){i\在{\mathbb{N}}中)
是这样的
\(\|\psi(t)\|_{L^{2}(\gamma)}}=\|\phi\|_}{L^}2}
为所有人
\(在[0,t]\中).
证明
一方面,我们将SPS系统相乘(1)由\(\bar{\psi}_{l}\)并在空间上进行整合。在另一边,我们更换k个通过我在(1),取系统的复共轭,乘以\(\phi_{l}\)在空间方面进行整合,并将该术语进行部分整合\(-\sum_{j=0}^{j}\frac{\alpha(j)\hbar^{2j}}{m^{2j-1}c^{2j-2}}\int_{mathbb{R}^3}[{Delta^{j}\bar{\psi}{l}}]\psi_{k}\,dx\)。最后,将这两个等式相加得到期望的结果。□
现在,我们估计\(\mathfrak{B}^{primeq,p}{T}(\gamma)\)为所有人\((q,p)\ in \mathfrak{J}\)和\(T>0)首先,我们有
引理2.3
让
\(T>0),\((q,p)\in\mathfrak{J}\)
这样的话
\(3)
和
\(\psi,\varphi\in\mathfrak{B}^{q,p}_{T} (伽玛射线).然后就有了
\(\κ:=\κ(p)>0\)
这样的话
$$\bigl\Vert\mathfrak{C}(\varPsi)\bigr\Vert_{\mathfrak{B}^{\prime q,p}_{T}(gamma)}\leq\kappa\max\bigl(T,T^{1-\frac{3}{J}(\frac{1}{2}-\压裂{2}{p})}\biger)\Vert\varPsi\Vert_{mathfrak{B}^{q,p}_{T} (\gamma)}$$
(4)
证明
证明基于库仑势的截止\(\压裂{1}{x|}\)的确,对于所有功能\(C^{\infty}\中的\chi\)这样的话\(\chi(r)=1)对于\(0\leq r\leq1\)和\(\chi(r)=0)对于\(第二页),我们已经明确
$$\frac{1}{\vert x\vert}=\frac}1}{\ vert x\ vert}\ bigl(1-\chi\bigl biggr]$$
在一边,我们设置\(b=+\infty\)并获得
$$\bigl\Vert\mathfrak{C}(\varPsi)\chi\bigl(\Vert x\Vert\bigr)\bigr\Vert_{L^{1,2}_{T} (\gamma)}\leq\biggl\Vert\frac{\chi$$
相反,利用霍尔德在时间和空间上的不等式,结合以下事实\((q,p)\ in \mathfrak{J}\),我们获得
$$\开始{aligned}\bigl\Vert\mathfrak{C}(\varPsi)\bigl(1-\chi\bigle(\Vert x\Vert\bigr)\bigr{2}-\frac{2}{p})}\biggl\Vert\frac{chi(\Vert x\Vert)}{\Vert x \Vert}\bigr\Vert_{L^{\frac{p}{p-2}}_{x}}\Vert\varPsi\Vert_{L^{q,p}_{T} (\gamma)}。\结束{对齐}$$
这个估计的右侧对所有人来说都是有限的\(3),这确保了\(\压裂{p}{p-2}\在[\压裂{3}{2},3[\中).总结我们得到的两个不等式(4). □
现在,让我们弄清楚密度规范之间的关系\(\rho_{\psi}\)和波函数ψ。由于闵可夫斯基的不平等,我们\(γ)为所有人\(第二页)此外,对所有人使用反向Minkowski不等式\(第二页),我们获得\(\|\rho^{\frac{1}{2}}_{\psi}\|_{L^{p}}\leq\|\psi\|{L^}p}(\gamma)}\)我们将在续集中默认使用此属性。现在,系统的泊松部分满足以下要求。
引理2.4
让
\(T>0),\((q,p)\ in \mathfrak{J}\)
这样的话
\(3)
和
\(\psi,\varphi\in\mathfrak{B}^{q,p}_{T} (伽玛射线).然后存在一个常数
\(\kappa:=\kappa(p)\)
这样的话
$$\开始{aligned}&\bigl\Vert\mathfrak{P}(\psi)-\mathfrak{P}(\varphi)\bigr\Vert_{\mathfrak{B}^{\prime q,P}_{T}(\ gamma)}\\&\quad\leq\kappa\bigl \biger)^{2}\max\bigl(T,T^{1-\frac{3}{J}(\frac{1}{2}-\压裂{2}{p})}\biger)\Vert\varPsi\Vert_{mathfrak{B}^{q,p}_{T} (\gamma)}。\结束{对齐}$$
(5)
证明
证明与参考文献相同[17],为了方便读者,我们在这里画了草图。我们有
$$\begin{aligned}\bigl\Vert\mathfrak{P}(\psi)-\mathfrak{P}(\varphi)\bigr\Vert_{\mathfrak{B}^{\prime q,P}_{T}(\ gamma)}\leq&\biggl\Vert\biggl(\rho_{\varPsi}\star\frac{1}{\Vert x\Vert}\biggr)\varphi\biggr\Vert_}\mathbrak{B}{\prime q,P}_{T}(\gamma)}+\biggl\Vert\biggl(\rho_{psi}\star\frac{1}{\Vert x\Vert}\biggr)\varPsi\biggr\Vert_{mathfrak{B}^{prime q,p}_{T}(\gamma)}。\结束{对齐}$$
我们将使用引理证明中给出的库仑势的截止值2.3一方面,回顾一下\(\rho{\psi}=\sum{i}\gamma{i}|\psi{i}|^{2}\)利用杨氏不等式和霍尔德不等式,我们得到
$$\biggl\Vert\biggl(\rho_{\varPsi}\star\frac{\chi(\Vert x\Vert)}{\Vert x \Vert}\biggr)\varphi\biggr\Vert_{L^{1,2}_{T} (\gamma)}\leq\kappa\Vert\varphi\Vert_{L^{infty,2}$$
和
$$\begl{aligned}和\biggl\Vert\biggl(\rho_{\varPsi}\star\frac{1-\chi(\Vert x\Vert)}{\Vert x\Vert}\biggr)\varphi\biggr\Vert_{L^{\frac{q}{q-1},\frac{p}{p-1}}_{T}(\gamma)}和\quad\leq\kappa\Vert\varphi\Vert_{L^{\infty,2}(\gamma)}\bigl(\Vert\psi\顶点_{L^{\infty,2}(\gamma)}+\Vert\varphi\Vert_{L^{\infty,2}(\gamma)}\较大)T^{1-\压裂{3}{J}(\压裂{1}{2}-\压裂{2}{p})}\Vert\varPsi\Vert_{L^{q,p}_{T} (\gamma)}。\结束{对齐}$$
等效地,我们有
$$\begin{aligned}&\biggl\Vert\biggl(\rho_{\psi}\star\frac{\chi(x)}{\Vert x\Vert}\biggr)\varPsi\biggr\Vert_{L^{1,2}_{T} (\gamma)}\leq\kappa\Vert\psi\Vert^{2}_{L^{\infty,2}(\gamma)}T\Vert\varPsi\Vert_{L^}\infty,2}_{T}(\ gamma”},\end{aligned}$$
和
$$\begin{aligned}和\biggl\Vert\biggl(\rho_{psi}\star\frac{1-\chi(x)}{\Vert x\Vert}\biggr)\varPsi\biggr\Vert_{L^{frac{q}{q-1},\ frac{p}{p-1}}{T}(\gamma)}\leq\kappa\Vert\psi\Vert^{2}_{L^{infty,2}(\gamma)}T^{1-\frac{3}{J}(\ frac{1}{2}-\压裂{2}{p})}\Vert\varPsi\Vert_{L^{q,p}_{T} (\gamma)}。\结束{对齐}$$
收集这些估计,我们得到(5). 观察情况\(3)需要像引理一样限制电势的短程部分2.3. □
现在,我们为SPS系统的Slater部分提供估计值。
引理2.5
让
\(T>0),\((q,p)\ in \mathfrak{J}\)
具有
\(p>2)
和
\(\psi,\varphi\in\mathfrak{B}^{q,p}_{T} (伽玛射线).然后有一对
\((r,s)\in\mathfrak{J}\)
这样的话
$$\begin{aligned}\bigl\Vert\mathfrak{S}(\psi)-\mathfrak{S}(\varphi)\bigr\Vert_{L^{\frac{r}{r-1},\frac}{S}{S-1}}{T}(\ gamma)}\leq\kappa T^{1-\frac[1}{2J}\bigr(\Vert\psi\Vert^{2}{3}{L}^{q,p}_{T} (\gamma)}+\Vert\varphi\Vert^{\frac{2}{3}}_{L^{q,p}_{T} (\gamma)}\biger)\Vert\varPsi\Vert_{L^{infty,2}_{T}(\gama)}。\结束{对齐}$$
(6)
证明
我们遵循以下论点[20]使用不同的\(L^{q,p}(\lambda)\)空格。首先,使用一阶泰勒展开式,我们可以为所有人写\([0,1]\中的θ)
$$\begin{aligned}\mathfrak{S}(\psi)-\mathbrak{S{(\varphi{\ell^{2}(\gamma)}\biger)\rho^{-\frac{2}{3}}_{\varphi+\theta\varPsi}(\tavphi+\ttheta\varPsi)\,d\theta\+&\int_{0}^{1}\rho^{\frac{1}{3}}_{\varphi+\theta\varPsi}\varPsi\,d\theta:=\mathfrak{T}(T)_{1} +\mathfrak(+\马特拉克){T}(T)_{2}. \结束{对齐}$$
事实上\(\rho_{\zeta}^{\frac{1}{3}}\zeta\)由提供
$$\partial_{\psi}\bigl(\rho_{\psi}^{\frac{1}{3}}\psi\bigr)h=\frac{2}{3{Re\langle h,\psi\ rangle_{\ell^{2}(\gamma)}\rho{\psi}^{-\frac}2}{3}\psi+\rho_psi}^{1}{3}h$$
其中符号ℜ表示复数的实数部分,以及\(\langle h,\psi\rangle_{\ell^{2}(\gamma)}\)表示中的欧几里德标量积\(\ell^{2}(\gamma)\),\(langleh,\psi\rangle{\ell^{2}(\gamma)}:=\sum{j}\gamma{j}h{j}\bar{psi}{j}\).我们的目标是估计\(\mathfrak{T}(T)_{1} \)和\(\mathfrak{T}_{2}\)在里面\(L^{\压裂{p}{p-1},\压裂{r}{r-1}}(\gamma)\)这一事实的证明是Minkowski不等式的直接应用。事实上,让\((q,p)\ in \mathfrak{J}\)然后利用Hölder的时空不等式得到
$$\开始{aligned}\Vert\mathfrak{T}(T)_{2} \Vert_{L^{压裂{Jp}{Jp-1},\frac{6p}{3p+4}}{T}(\gamma)}\leq&\bigl\Vert\rho^{frac{1}{3}}{\varphi+\theta\varPsi}\bigr\Vert_压裂{压裂{2} 第页}_{T} }\Vert\varPsi\Vert_{L^{infty,2}_{T}(\gamma)}\\=&\bigl\Vert\rho^{\frac{1}{2}}{\varphi+\theta\varPsi}\bigr\Vert^{\frac{2}{3}}_{L^\\frac{2{3}\frac}{Jp}{1},p}_{T}\Vert\varPsi{L^{infty,2}{T}(\gamma)}\\leq&\Vert\varphi+\theta\varPsi\Vert^{frac{2}{3}}{L^}{frac}2}{3}\frac{Jp}{Jp-1},p}}{T{(\gamma)}\Vert\varPsi\Vert_{L^{infty,2}_{T}(\gamma)}\\leq&T^{1-\frac{1}{2J}}\bigl \varPsi\Vert_{L^{infty,2}_{T}(\gamma)}。\结束{对齐}$$
为了从上述估算的第二行传递到第三行,我们使用了以下事实\(\|\rho^{\frac{1}{2}}_{\zeta}\|_{L^{q,p}}\leq\|\zeta\|{L^},p}(\gamma)}\)为所有人\(第二页)和\(\ζ\在L^{q,p}中(\γ)\).请注意\(压裂{Jp}{Jp-1}\)是的共轭Jp公司和\(压裂{6p}{3p+4}\)是的共轭\(压裂{6p}{3p-4}\)和那对\((Jp,压裂{6p}{3p-4})。最终,我们显然\(1-\压裂{1}{2J}>0\)为所有人\(J\geq2)现在,我们估计\(\mathfrak{T}(T)_{1}\):
$$\开始{aligned}\Vert\mathfrak{T}(T)_{1} \Vert_{L^{压裂{Jp}{Jp-1},\frac{6p}{3p+4}}{T}(\gamma)}\leq&\eta\bigl\Vert\rho^{frac{1}{2}}{\varphi+\theta\varPsi}\rho^}{\frac}{1}}\varPsi}\rhoθ\varPsi}\Vert\varphi+\theta\varPsi \Vert\bigr\Vert_{L^{frac{Jp}{Jp-1},frac{6p}{3p+4}}{T}(\gamma)}\\leq&\eta\bigl\Vert\rho^{frac{1}{2}}_{[\rho^{-\frac{1}{6}}{{\varphi+\theta\varPsi}\rho_{\frac}1}{2}}{\varPsi}\vert\varphi+\T theta\varPsi\vert]}\bigr\vert_{L^{\frac{Jp}{Jp-1},\frac6p}{3p+4}}{T}}\\=&\eta\bigl\vert\rho^ \frac{1}{6}}{{\varphi+\theta\varPsi}\rho^{\frac}1}{2}}{\varPsi}\rho ^{\frac{1}{2}{\valphi+\ttheta\varPsi}\bigr\vert_{L^{\frac{Jp}{Jp-1},\压裂{6p}{3p+4}}{T}}\\leq&\eta\bigl\Vert\rho^{frac{1}{3}}{\varphi+\theta\varPsi}\bigr\Vert_{L^{frac{Jp}{Jp-1},\frac{3}{2} 第页}_{T}}\bigl\Vert\rho^{\frac{1}{2}}_{\varPsi}\bigr\Vert_{L^{\infty,2}_{T}}\\leq&\eta T^{1-\frac}{2J}}\bigl压裂{2}{3}}_{L^{q,p}(\gamma)}\biger)\Vert\varPsi\Vert_{L^}\infty,2}_{T}(\ gamma。\结束{对齐}$$
在第一行中,我们使用了Cauchy–Schwartz不等式,\(|\langleh,\psi\rangle{\ell^{2}(\gamma)}|^{2{\leq\rho{\psi}\rho_{h}\)和符号\(|\zeta|=(|\zeta_{j}|)_{j\在{\mathbb{N}}\中)。在第二行中,我们使用了以下事实\(\|\zeta\|_{L^{q,p}(\gamma)}\leq\|\rho^{\frac{1}{2}}{{\zeta}\|{L^},p}}\)为所有人\(第二页)和\(L^{q,p}(\gamma)中的\ zeta\)显然,我们已经\(\frac{6p}{3p+4}\leq2\)。最后,通过设置来证明引理\((r,s)=(Jp,\压裂{6p}{3p-4})\). □
现在,我们可以建立一个压缩论点来证明定理的第一部分1.1.让\(0<T\leq1)待稍后修复,\(φ=(\phi_{i})_{i\在{\mathbb{N}}中)是中的一组正交初始数据\(L^{2}(\gamma)\)、和\(\psi=(\psi_{i})_{i\在{\mathbb{N}}}\中),\(\varphi=(\varfi_{i})_{i\在{\mathbb{N}}}\中)在以下闭合球中:
$$B_{R}:=\bigl\lbrace\zeta\in\mathfrak{B}^{q,p}_{T} (\gamma)\cap L^{\infty}\bigl([0,T];{L^{2}(\garma)}\bigr),\Vert\zeta\Vert_{\mathfrak{B}^{q,p}_{T} (\gamma)}\leq R\bigr\rbrace$$
使用引理2.1–2.5,我们可以为所有人写作\((q,p)\ in \mathfrak{J}\)这样的话\(3)和\(J\geq2),我们有
$$\开始{aligned}&\bigl\Vert\varLambda[\psi](t,x)\bigr\Vert_{mathfrak{B}^{q,p}_{T} (伽玛)}\\&\quad\leq\kappa(p)\Vert\phi\Vert_{L^{2}(\gamma)}}\\&\qquad\}+\kappa-(p)\ max\bigl(T,T^{1-\frac{3}{J}(\frac{1}{2}-\压裂{2}{p})},T^{1-\压裂{1}{2J}}\biger{乙}_{T} ^{q,p}(\gamma)}。\结束{对齐}$$
现在,因为\(压裂{3}{J}(压裂{1}{2}-\压裂{2}{p})\leq\frac{1}{2J}\),我们让\(R:=2\kappa(p)\|\phi\|_{L^{2}(\gamma)}})和
$$T\leq\min\bigl\{1,{\bigl[2\kappa(p)\bigl(1+4\kappa^{2}(p)\Vert\phi\Vert^{2}_{{L^{2}(\gamma)}}+\bigl$$
因此,我们得到
$$\开始{aligned}&\bigl\Vert\varLambda[\psi](t,x)\bigr\Vert_{mathfrak{B}^{q,p}_{T} (伽马)}(&\quad\leq\frac{R}{2}+\kappa(p)T^{1-\压裂{3}{J}(压裂{1}{2}-\裂缝{2}{p})}\bigl(1+4\kappa^{2}(p)\Vert\phi\Vert^{2}_{{L^{2}(\gamma)}}+\bigl(2\kappa(p)\Vert\phi\Vert_{L^}(\ gamma$$
这表明Λ地图\(B_{R}\)融入自身。等效地,
$$\begin{aligned}&&bigl\Vert\varLambda[\psi](t,x)-\varLambda[\varphi](t,x)\bigr\Vert_{\mathfrak{B}^{q,p}_{T} (伽马)}{2}-\压裂{2}{p})},T^{1-\压裂{1}{2J}}\biger)\\&\qquad{}\times\bigl(1+2\Vert\phi\Vert^{2}_{{L^{2}(\gamma)}}+\bigl(\Vert\psi\Vert^{\frac{2}{3}}_{L_{T}^{q,p}(\ gamma}^{q,p}(\gamma)}。\结束{对齐}$$
因此,如果我们现在让
$$T\leq\min\bigl\{1,{\bigl[4\kappa(p)\bigl(1+4\kappa^{2}(p)\垂直\phi\Vert^{2}_{{L^{2}(\gamma)}}+\bigl(2\kappa(p)\Vert\phi\Vert_{L^}(\ gamma$$
那么存在一个常数\(0<\波浪线{\eta}<1\)这样的话
$$\bigl\Vert\varLambda[\psi](t,x)-\varLambda[\varphi](t、x)\bigr\Vert_{mathfrak{B}^{q,p}_{T} (\gamma)}\leq\tilde{\eta}\Vert\psi-\varphi\Vert_{\mathfrak{乙}_{T} ^{q,p}(\gamma)}$$
(7)
我们推断Λ是对\(B_{R}\)。因此,SPS系统在中有一个解决方案\(L^{\infty}([0,T];{L^{2}(\gamma)})\)此外,该解决方案在\(L^{\infty}([0,T];{L^{2}(\gamma)})\cap L^{q,p}_{T} \)为所有人\((q,p)\ in \mathfrak{J}\)这样的话\(3<p\leq6\)解决方案在\(C^{0}([0,T];{L^{2}(\gamma)})\)使用标准参数跟随。最后需要说明的是解的全局存在性,这是引理的一个结果2.2的确,时间\(T>0)上述固定仅取决于\(L^{2}\)初始数据的范数,这是由SPS系统的动力学所保守的。因此,可以重申收缩论点,以涵盖整个实线。
2.2
\(H^{2J}(\gamma)\)解决
在本节中,我们证明了定理的第二部分1.1为此,我们采用加藤方法(参见参考文献[22,23])通过设置定点参数。从这一点开始,我们将使用符号\(C)^{p}_{T} {\bf X}:=C^{p}([0,T];{\bf-X})\),\(升^{p}_{T} {\bf X}:=L^{p}([0,T];{\bf-X})\)和\(W^{q,p}_{T} {\bf X}:=W^{q,p}([0,T];{\bf-X})\)对于给定的功能空间\({\bf X}\)。让我们总结一下与运算符关联的以下属性\(U_{J}(t)\).
引理2.6
让
\(J\geq2),\((q,p)\ in \mathfrak{J}\)
和
\(H^{2J}(\gamma)中的\ zeta\),那么就全部
\(在[0,t]\中)
我们有
\C中的(U_{J}(t)\ zeta\^{0}_{T} 小时^{2J}(伽玛射线)
和
\(U_{J}(t)\zeta\|_{L^{infty}_{T} H(H)^{2J}(\gamma)}\leq\|\zeta\|_{H^{2J{(\gamma){).此外,\C中的(U_{J}(t)\ zeta\^{1}_{T} {L^{2}(\gamma)}\cap W^{1,q}_{T} L(左)^{p} (伽玛射线)
存在一个常数
\(\kappa=:\kappa(p)\)
这样的话
\(U_{J}(t)^{1,q}_{T} L(左)^{p} (\gamma)}\leq\kappa\|\zeta\|_{H^{2J}(\gama)}\).
证明
第一个断言紧跟在\(U_{J}(t)\)在傅立叶变量中。现在,让我们ζ作为方程式的初始数据
$$i\partial_{t}\psi=\sum_{j=1}^{j}(-1)^{j+1}\frac{\alpha(j)\hbar^{2j}}{m^{2j-1}c^{2j-2}}(-\Delta)^{j}\psi$$
那么第二个断言是Strichartz在引理中给出的估计的结果2.1事实上
$$\partial_{t}\psi=\mathrm{i}\sum_{j=1}^{j}(-1)^{j}\frac{\alpha(j)\hbar^{2j}}{m^{2j-1}c^{2j-2}}(-\Delta)^{j}\psi=\mathrm{i}U{j}(t)\sum_{j=1}^{j}(-1){2j}}{m^{2j-1}c^{2j-2}}(-\Delta)^{j}\zeta$$
这就完成了证明。□
这个引理提供了一个估计,它等价于(三). 第二次估算的等效值(三)是以下情况的直接后果。
引理2.7
让
\(J\geq2),\((q{1},p{1}),(q{2},p2})
和
\(ζ\in L^{\infty,2}_{T}(\gamma)\)
这样的话
\L^{frac{q_{2}}{q中的(部分t}_{2}-1},\压裂{p{2}}{p_{2}-1}}_{T} (伽玛射线).然后
\L^{infty}中的(\varLambda_{[0,T]}(\zeta)_{T} H(H)^{2J}(\gamma)\cap C^{1}_{T} {L^{2}(\gamma)}\cap W^{1,q_{1}}_{T} 我^{p{1}}(\gamma)
和
$$\开始{aligned}&\bigl\Vert\varLambda_{[0,T]}(\zeta)\bigr\Vert_{L^{q_{1},p_{1{}}_{T}(\ gamma)}\leq\kappa(p_{1})\Vert\zeta\Vert_}^{1,2}_{T} (\gamma)},\\&\bigl\Vert\partial_{T}\varLambda_{[0,T]}部分{T}\zeta\Vert_{L^{frac{q{2}}{q_{2}-1},\压裂{p{2}}{p_{2}-1}}_{T} (\gamma)},\\&\bigl\Vert(-\Delta)^{J}\varLambda_{[0,T]}(\zeta)\bigr\Vert_{L^{infty,2}_{T}(\ gamma kappa(p_{2})\Vert\partial_{T}\zeta\Vert_{L^{frac{q_2}}{q_{2}-1},\压裂{p{2}}{p_{2}-1}}_{T} (\gamma)}。\结束{对齐}$$
此外,如果
\(C中的\ zeta\^{0}_{T} {L^{2}(\gamma)}\),然后
\C中的(\varLambda_{[0,T]}(\zeta)^{0}_{T} 小时^{2J}(伽玛射线).
证明
证明基于引理中Strichartz的估计2.1的确,第一个断言只是引理中的第二个估计2.1和这对\((1,2)\)作为的共轭\((infty,2)在mathfrak{J}中)为了证明第二个断言,我们观察到
$$\partial_{t}\varLambda_{[0,t]}(\zeta)=\varLampda_{[0,t]{$$
该公式的合理性在于:\(partial_{t}\zeta\in\mathfrak{B}^{primeq_{2},p_{2{}{t}\subset L^{1}_{T} H(H)^{-J}(伽玛射线),因此\(C中的\ zeta\^{0}_{T} H(H)^{-J}(伽玛射线)特别是\(\泽塔(0)\)有道理,实际上它属于\({L^{2}(\gamma)}\).多亏了引理2.1,我们有
$$\bigl\Vert\partial_{t}\varLambda_{[0,t]}_{2}-1},\压裂{p{2}}{p_{2}-1}}_{T} }+\kappa\bigl\Vert\zeta(0)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}}$$
为了证明最后一个断言,我们写
$$(-\Delta)^{J}\varLambda_{[0,T]}(\zeta)=\mathrm{i}\bigl(-\partial_{T}\varLambda_}[0,T_}(\ zeta)+\zeta\bigr)$$
这个公式是由上述相同的论点证明的,因此我们有\((-\Delta)^{J}\varLambda_{[0,T]}(\zeta)\in L^{infty,2}_{T}(\ gamma)\),然后立即使用第二个断言进行期望的估计。□
现在,我们有了\(\mathfrak{C}(\psi)+\mathbrak{P}(\fsi)-\mathfrak{S}(.psi):H^{2J}(gamma)\rightarrow L^{2})因此,很容易看出存在\(0\leq s<2J)这样的话\(在C^{0}(H^{S}(\gamma),{L^{2}(\ gamma例如,如果我们修复\(第1页),我们有
$$开始{对齐}和\bigl\Vert\mathfrak{C}伽玛)}}\leq2\Vert\nabla\psi\Vert_{L^{2}(\gamma)}}\ Vert\psi\ Vert^{2}_{{L^{2}(\gamma)}}\leq2\Vert\psi\Vert^{3}_{H^{s}(\gamma)},\\&\bigl\Vert\mathfrak{s}{H^{s}(\gamma)}。\结束{对齐}$$
(8)
那就是,\(\mathfrak{C}(\psi)+\mathbrak{P}(\ psi)-\mathfrak{S}(\fsi)\in L^{infty,2}_{T}(gamma)\)为所有人\(在L^{infty}中为\psi\_{T} H(H)^{s} (\伽玛)\)此外,还有一个连续函数\(eta:\mathbb{R}^{star}_{+}\rightarrow\mathbb{R}^{star{{+}\)这样,对于每一个\(在L^{infty}中为\psi\_{T} H(H)^{s} (伽玛射线)令人满意的\(\|\psi\|_{L^{infty}_{T} H(H)^{s} (伽玛射线)}\leq K\),我们有
$$\bigl\Vert\mathfrak{C}(\psi)+\mathfrak{P}(\fsi)-\mathbrak{S}(.psi)\bigr\Vert_{L^{infty,2}_{T}(\ gamma)}\leq\eta(K)$$
(9)
让我们写\(\mathfrak{C}=\mathbrak{C}(C)_{1} +\mathfrak(+\马特拉克){C}(C)_{2}\),相当于\(\mathfrak{P}\)关于\(\压裂{1}{x|}\)。然后我们有以下内容。
引理2.8
让
\(T>0),\(3<\bar{p}\leq6\),\(2<\波浪号{p}<6\),和
q̄,q̃
这样的话
\((\bar{q},\bar{p}).然后,为所有人
\(在L^{infty}中为\psi\_{T} H(H)^{s} (伽玛射线)
这样的话
\(\|\psi\|_{L^{infty}_{T} H(H)^{s} (伽玛射线)}\leq K\)
和
\(在L^{{bar{q}},\bar{p}}{t}(\gamma)\cap L_{t}^{infty,2}(\ gamma,我们有
$$\开始{aligned}&\bigl\Vert\partial_{t}\mathfrak{C}(C)_{1} (磅/平方英寸)\bigr\垂直^{1,2}_{T} (\gamma)}\leq\kappa T\Vert\partial_{T}\psi\Vert_{L^{infty,2}_{T}(\gama)},\\&\bigl\Vert_partial_{T}\ mathfrak{C}(C)_{2} (\psi)\bigr\Vert_{L^{\frac{\bar{q}}{\bar}-1},\frac}\bar{p}}{\bar{p} -1个}}_{T} (伽马)}\leq\kappa T^{1-\压裂{3}{J}(压裂{1}{2}-\frac{1}{\bar{p}})}\Vert\partial_{t}\psi\Vert_{L^{\bar{q}}、\bar{p}}_{t}(\gamma)}、\\&&\bigl\Vert\partial_{t}\mathfrak{P}(P)_{1} (\psi)\bigr\Vert_{L^{1,2}_{T} (\gamma)}\leq\kappa K^{2}T\Vert\partial_{T}\psi\Vert_{L^{infty,2}_{T}(\gama)}{P}(P)_{2} (\psi)\bigr\Vert_{L^{\frac{\bar{q}}{\bar}-1},\frac}\bar{p}}{\bar{p} -1个}}(伽马)}\leq\kappa K^{2}T^{1-\压裂{3}{J}(压裂{1}{2}-\压裂{1}{\bar{p}}{q} -1个},\frac{\tilde{p}}{\tilde{p} -1个}}(伽马)}\leq\kappa K^{\frac{2}{3}}T^{1-\frac}{2J}(\frac[1}{2}-\压裂{1}{\波浪线{p}})}\Vert\partial_{t}\psi\Vert_{L_{t}^{infty,2}(\gamma)}。\结束{对齐}$$
证明
多亏了Lemmas2.3–2.5,如果\(H^{2J}(伽马)中的\psi,\varphi)这样的话\(\|\psi\|_{H^{s}(\gamma)}那么,对所有人来说\(3<\bar{p}\leq6\)和\(2<\波浪线{p}<6\)我们有
$$\开始{对齐}&&bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{1} (\psi)-\mathfrak{C}(C)_{1} (\varphi)\bigr\Vert_{{L^{2}(\gamma{C}(C)_{2} (\psi)-\mathfrak{C}(C)_{2} (\varphi)\bigr\Vert_{L^{\frac{\bar{p}}{\bar{p} -1个}}(\gamma)}\leq\kappa\Vert\varPsi\Vert_{L^{\bar{p}}(\gama)},\\&\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{1} (\psi)-\mathfrak{P}(P)_{1} (\varphi)\bigr\Vert_{{L^{2}(\gamma{P}(P)_{2} (\psi)-\mathfrak{P}(P)_{2} (\varphi)\bigr\Vert_{L^{\frac{\bar{p}}{\bar{p} -1个}}(\gamma)}\leq\kappa K^{2}\Vert\varPsi\Vert_{L^{\bar{p}}(\gamma)},\\&&\bigl\Vert\mathfrak{S}(\psi)-\mathfrak{S}(\varphi)\bigr\Vert_{L^{\frac{\tilde{p}}{p} -1个}}(\gamma)}\leq\kappa K^{\frac{2}{3}}\Vert\varPsi\Vert_{L^{2}(\gama)}}。\结束{对齐}$$
因此,由于[23],我们有
$$\开始{aligned}&\bigl\Vert\partial_{t}\mathfrak{C}(C)_{1} (\psi)\bigr\Vert_{L^{1,2}_{T} (\gamma)}\leq\kappa\Vert\partial_{T}\psi\Vert_{L^{1,2}_{T} (\gamma)},\\&\bigl\Vert\partial_{T}\mathfrak{P}(P)_{1} (\psi)\bigr\Vert_{L^{1,2}_{T} (\gamma)}\leq\kappa K^{2}\Vert\partial_{T}\psi\Vert_{L^{1,2}_{T} (\gamma)},\\&\bigl\Vert\partial_{T}\mathfrak{C}(C)_{2} (\psi)\bigr\Vert_{L^{\frac{\bar{q}}{\bar}-1},\frac}\bar{p}}{\bar{p} -1个}}_{T} (\gamma)}\leq\kappa\Vert\partial_{T}\psi\Vert_{L^{\frac{\bar{q}}{\bar}-1},\bar{p}}_{T}(\gama)}{P}(P)_{2} (\psi)\bigr\Vert_{L^{\frac{\bar{q}}{\bar}-1},\frac}\bar{p}}{\bar{p} -1个}}(\gamma)}\leq\kappa K^{2}\Vert\partial_{t}\psi\Vert_{L_{t}^{\frac{\bar{q}}{\bar{q}-1},\bar{p}}(\gama)},\\&\bigl\Vert\pertial_}\mathfrak{S}(\fsi)){q} -1个},\frac{\tilde{p}}{\tilde{p} -1个}}(\gamma)}\leq\kappa K^{\frac{2}{3}}\Vert\partial_{t}\psi\Vert_{L_{t}^{\ frac{\ tilde{q}}{\ tilde{q} -1个},2}(\gamma)}。\结束{对齐}$$
最后,及时应用霍尔德不等式完成了证明。□
接下来,我们设置一个不动点参数并完成定理的证明1.1首先,观察SPS系统(1)和Duhamel配方(2)是等效的。的确,让我们\(在L^{infty}中为\psi\_{T} H(H)^{s} (\伽玛)\),然后\L^{infty}_{T}H^{s-2J}(\gamma)中的((-\Delta)^{J}\psi\自从\((-\Delta)^{J}\psi\in\mathcal{L}(H^{s},H^{s-2J})此外,对于所有人\(T>0),\(\mathfrak{C}(\psi)+\mathbrak{P}(\ psi)-\mathfrak{S}(\fsi):I\rightarrow{L^{2}(gamma)}\)可测量,因为\(在C^{0}(H^{S}(\gamma),{L^{2}(\ gamma并且有界,因为它在有界集上有界,因此\(\mathfrak{C}(\psi)+\mathbrak{P}(\ psi)-\mathfrak{S}(\fsi)\in L^{infty,2}_{T}(gamma)\)因此,公式(1)和(2)定义明确\({L^{2}(\gamma)}\)。等效性使用以下事实\(((U_{J}(t))_{t\in\mathbb{R}}\)是上的一组等角线\({L^{2}(\gamma)}\).
让\(0\leq s<2J)这三个估计(8)保持正确,并且\((q,p)\ in \mathfrak{J}\)这样的话\(p=\max\{\bar{p},\波浪线{p}\}\)引理的2.8此外,让\(T,K>0)之后固定,并引入空间
$$\begin{aligned}\mathcal{L}(\gamma):={}&&bigl\lbrace\psi\ in L_{T}^{\infty}H^{s}(\gamma)\cap W^{1,\infty}_{T}{L^{2}(\gamma)}\cap W^{1,q}_{T} L(左)^{r} (\gamma)\text{这样}\\&{}\Vert\psi\Vert_{L_{T}^{\infty}H^{s}(\gama)}+\Vert\psi\Verd_{W^{1,\infty}_{T{L^{2}(\ gamma^{1,q}_{T} L(左)^{r} (\gamma)}\leq K\text{和}\psi(0)=\phi\bigr\rbrace。\结束{对齐}$$
请注意\(\mathcal{L}(\gamma)\neq\varnothing\)为所有人\(伽马>0)自从\(psi(t)=\varphi\ in \mathcal{L}\)还有那个\((\mathcal{L},d)\)当被赋予距离时是一个完整的度量空间\(d(\psi,\varphi)=\|\psi-\varphi\|_{\mathfrak{乙}_{T} ^{q,p}}\)。多亏了(8)尤其是(9),我们看到了\(\varLambda_{[0,T]}(\mathfrak{C}(\fsi)+\mathbrak{P}(.psi)+\ mathfrak{S}(/psi))(T,x)\)属于\(C)^{0}_{T} {L^{2}(\gamma)}\),因此它被很好地定义了。现在,由于霍尔德的不平等,如果\(\psi\in\mathcal{L}(\gamma)\),然后\(在W^{1,\bar{q}}中为\psi\_{T} L(左)^{\bar{p}}(\gamma)\)的确,
$$\开始{aligned}\Vert\psi\Vert_{W^{1,\bar{q}}_{T} L(左)^{\bar{p}}(\gamma)}=&\bigl(\Vert\psi\Vert^{2}_{L_{T}^{\bar{q},\bar{p}}(\gamma)}+\Vert\partial_{T}\psi\Vert^{2}_{L_{T}^{\bar{q},\bar{p}}(\gamma)}\biger)^{\frac{1}{2}\\leq&\bigl(\Vert\psi\Vert^{2\frac{2(p-\bar{p2})}{\bar}(p-2)}}_{L{T},2}(\ gamma{p} -2个)}{\bar{p}(p-2)}}_{L_{T}^{q,p}{p} -2个)}{\bar{p}(p-2)}}_{L_{T}^{q,p}{p} -2个)}{\bar{p}(p-2)}}_{L_{T}^{q,p},(\gamma)}+\Vert\partial_{T}\psi\Vert^{2\frac{p(\bar{p} -2个)}{\bar{p}(p-2)}_{L_{T}^{q,p}(γ)}\bigr)^{\frac{1}{2}}\leq K ^{\frac{2(p-\bar{p})}{\bar{p}(p-2)}K ^{\frac{p(\bar{p} -2个)}{\bar{p}(p-2)}}=K.结束{对齐}$$
带引理2.8,我们得出以下估计:
$$\开始{aligned}&\bigl\Vert\partial_{t}\mathfrak{C}(C)_{1} (磅/平方英寸)\bigr\垂直^{1,2}_{T} (\gamma)}\leq\kappa K T,\qquad\bigl\Vert\partial_{T}\mathfrak{C}(C)_{2} (\psi)\bigr\Vert_{L^{\frac{\bar{q}}{\bar}-1},\frac}\bar{p}}{\bar{p} -1个}}_{T} (伽马)}\leq\kappa K^{1-\压裂{3}{J}(压裂{1}{2}-\frac{1}{\bar{p}})},\\&&\bigl\Vert\partial_{t}\mathfrak{P}(P)_{1} (\psi)\bigr\Vert_{L^{1,2}_{T} (\gamma)}\leq\kappa K^{3}T,\qquad\bigl\Vert\partial_{T}\mathfrak{P}(P)_{2} (\psi)\bigr\Vert_{L^{\frac{\bar{q}}{\bar}-1},\frac}\bar{p}}{\bar{p} -1个}}(\gamma)}\leq\kappa K^{3}T^{1-\frac{3}{J}(\frac{1}{2}-\裂缝{1}{\bar{p}})},\\&\|\partial{t}\mathfrak{S}(\psi)){q} -1个},\frac{\tilde{p}}{\tilde{p} -1个}}(伽马)}\leq\kappa K^{\frac{5}{3}}T^{1-\frac}{2J}(\frac[1}{2}-\frac{1}{\tilde{p}})}。\结束{对齐}$$
接下来,使用(9)用引理的第一个估计2.7,我们得到了一个常数的存在性κ̃独立于K和T型这样的话
$$\bigl\Vert\varLambda_{[0,T]}\bigl(\mathfrak{C}(\psi)+\mathfrak{P}(\ psi)+\ mathfrak{S}(\fsi)\biger)\bigr\Vert_{L_{T}^{infty,2}(gamma)}\leq\tilde{\kappa}T\eta(K)$$
(10)
引理的其他估计2.7向大家展示\(\varLambda_{[0,T]}(\mathfrak{C}(.psi)+\mathbrak{P}(_psi)+\ mathfrak{S}(-psi))在L^{infty}_{T}H^{2J}(gamma)\cap W中^{1,l}_{T} L(左)^{m} (伽玛射线)为所有人\(\psi\in\mathcal{L}(\gamma)\)和所有配对\((l,m)\ in \ mathfrak{J}\)此外,使用Lemma2.7和估计(9)–(10),我们获得(通过可能选择更大的κ̃)
$$\begin{aligned}和\bigl\Vert\varLambda_{[0,T]}\bigl(\mathfrak{C}(\psi)+\mathfrak{P}(\fsi)+\mathfrak}S}(\ psi)\bigr \Vert_{W^{1,\infty}_{T} L(左)^{2} (\gamma)}\\&\qquad{}+\bigl\Vert\varLambda_{[0,T]}\bigl^{1,q}_{T} L(左)^{p} (\gamma)}\\&\quad\leq\tilde{\kappa}\bigl(T\eta(K)+\bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{1} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{2} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{1} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{2} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}\\&\qquad{}+\bigl\Vert\mathfrak{S}{2}-\裂缝{1}{\bar{p}})}\bigr]+K^{\frac{5}{3}}T^{1-\frac}{2J}(\frac[1}{2}-\frac{1}{\tilde{p}})}\bigr),\end{aligned}$$
和
$$\开始{aligned}&\bigl\Vert\varLambda_{[0,T]}\bigl(\mathfrak{C}(\psi)+\mathfrak{P}(\fsi)+\mathfrak}S}(\ psi)\bigr \Vert_{L^{infty}_{T} H(H)^{2} (\gamma)}\&&\quad\leq\tilde{\kappa}\bigl([1+T]\eta(K)+\bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{1} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{2} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{1} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{2} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}\\&\qquad{}+\bigl\Vert\mathfrak{S}{2}-\裂缝{1}{\bar{p}})}\bigr]+K^{\frac{5}{3}}T^{1-\frac}{2J}(\frac[1}{2}-\裂缝{1}{\tilde{p}})}\biger)。\结束{对齐}$$
将这些估计与引理结合起来2.6和(10),我们获得(通过可能选择较大的κ̃)
$$\begin{aligned}和\bigl\Vert\varLambda[\psi]\bigr\Vert_{L_{T}^{infty,2}(\gamma)}\leq\tilde{\kappa}\bigl(T\eta(K)+\Vert\phi\Vert_{H^{2J}(\ gamma$$
(11)
$$\开始{aligned}&\bigl\Vert\varLambda[\psi]\bigr\Vert_{W^{1,\infty}_{T} L(左)^{2} (\gamma)}+\bigl\Vert\varLambda[\psi]\bigr\Vert_{W^{1,q}_{T} L(左)^{p} (\gamma)}\\&\quad\leq\tilde{\kappa}\bigl(\Vert\phi\Vert_{H^{2J}(\gama)}+T\eta(K)+\bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{1} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}\\&\qquad{}+\bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{2} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{1} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{2} (\ phi)\ bigr\ Vert _{L^{2}(\ gamma)}+\ bigl\ Vert\mathfrak{S}(\ phi)\ bigr\ Vert _{L^{2}(\ gamma)}\&&\ qquad{}+\ bigl[K+K^{3}\ bigr]\ bigl[T+T^{1-\ frac{3}{J}(\ frac{1}{2}-\裂缝{1}{\bar{p}})}\bigr]+K^{\frac{5}{3}}T^{1-\frac}{2J}(\frac[1}{2}-\裂缝{1}{\tilde{p}})}\biger)。\结束{对齐}$$
(12)
也,
$$\开始{aligned}\bigl\Vert\varLambda[\psi]\bigr\Vert_{L^{infty}_{T} H(H)^{2} (\gamma)}\leq{}&\tilde{\kappa}\bigl(\Vert\phi\Vert_{H^{2J}(\garma)}+[1+T]\eta(K)+\bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{1} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{2} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}\\&{}+\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{1} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{2} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{S}{2}-\裂缝{1}{\bar{p}})}\bigr]+K^{\frac{5}{3}}T^{1-\frac}{2J}(\frac[1}{2}-\裂缝{1}{\tilde{p}})}\biger)。\结束{对齐}$$
(13)
接下来,我们选择K在里面\(\mathcal{L}(\gamma)\)这样的话
$$\开始{对齐}K={}&4\波浪线{\kappa}\bigl(\Vert\phi\Vert_{H^{2J}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{1} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{C}(C)_{2} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}\\&{}+\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{1} (\phi)\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{P}(P)_{2} (\phi)\bigr\Vert _{L^{2}(\gamma)}+\bigl\Vert\mathfrak{S}(\phi)\bigr\Vert _{L^{2}(\gamma)}\bigr),\end{aligned}$$
和
$$T<\min\bigl\lbrace 1,\bigl[K\bigl(4\tilde{\kappa}\bigl(\eta(K)+K+K^{3}+K^}{5}{3}\biger)\bigr)^{-1}\bigr]^{\frac{2J\bar{p}}{(2J-3)+6}\biger\rbrace$$
因此,使用(12)我们获得
$$\开始{aligned}\bigl\Vert\varLambda[\psi]\bigr\Vert_{W^{1,\infty}_{T} L(左)^{2} (\gamma)}+\bigl\Vert\varLambda[\psi]\bigr\Vert_{W^{1,q}_{T} L(左)^{p} (伽马)}<\压裂{1}{2}K。\结束{对齐}$$
最后,使用插值不等式\(\|\psi\|_{H^{s}(\gamma)}\leq\|\psi \|^{压裂{2-s}{2}}{L^{2}(\ gamma和估算(11)和(13),并可能选择T型更小,我们得到
$$\bigl\Vert\varLambda[\psi]\bigr\Vert_{L^{infty}_{T} H(H)^{s} (伽马)}<压裂{1}{2}K$$
特别是,功能Λ地图\(\mathcal{L}(\gamma)\)融入自身。对SPS系统的非线性项的估计进行轻微修改表明,可以选择T型可能更小,以显示映射Λ是完整度量的严格收缩\((\mathcal{L}(\gamma),d)\)因此,我们可以推断不动点的存在性\(\psi\in\mathcal{L}(\gamma)\)解决系统(1)使用初始数据\(在H^{2J}(伽马)中为φ).引理2.6和引理2.7允许人们推断\(磅/平方英寸(t,x)\单位:C^{0}_{T} H(H)^{2J}(\gamma)\cap C^{1}_{T} L(左)^{2} (伽玛射线)。为此,技术要点是表明\(\ mathfrak{C}(\ psi)+\ mathfrak{P}(\ psi)-\mathfrak{S}(\ psi)\在C中^{0}_{T} L(左)^{2} (伽玛射线)。这可以通过观察\(单位:C)^{0}_{T} L(左)^{2} (\伽玛)\)和使用(13)以获得\(在L^{infty}中为\psi\_{T} H(H)^{2J}(伽玛射线)最后,前面使用的插值不等式导致\(单位:C)^{0}_{T} H(H)^{s} (伽玛射线),因此\(\mathfrak{C}(\psi)+\mathbrak{P}(\ psi)-\mathfrak{S}(\fsi)\ C^{0}_{T} L(左)^{2} (伽玛射线)自从\(C(H^{S}(\gamma),L^{2}(\ gamma。注意\(单位:W)^{1,l}_{T} L(左)^{m} (伽玛射线)适用于所有配对\((l,m)\in\mathfrak{J}\),并且解决方案的唯一性很容易通过使用差分参数来实现(该证明与显示映射的证明具有相同的精神Λ是一个严格的缩写)。爆破替代方案和对初始数据的持续依赖性可以用标准参数来表示,我们指的是,例如[23]. 最后,请注意T型取决于J型,第页,p̄,p̃和K,还有那个K仅取决于初始数据,因此可以重复该参数(使用初始数据\(psi(T)、psi(2T)、ldots))并覆盖整个实数,从而完成定理的证明1.1.
2.3
\(H^{J}(\gamma)\)解决
推论的证明1.2可以使用基于定理的限制过程来实现1.1事实上,我们在\(H^{J}(\gamma)\)作为解序列的极限\(H^{2J}(\gamma)\).证明是标准的,我们跳过它并参考[23]类似参数(另请参见[20]). 关键是要显示ψ在里面\(H^{J}(\gamma)\),这是以下原因的结果。
引理2.9
让
\(T>0)
和
\(φ=(\phi_{i})_{i\在{\mathbb{N}}中)
中的一组初始数据
\(H^{2J}(\gamma)\)
和
\(\psi(t)=({\psi_{i}(t)}){i\在{\mathbb{N}}}中)
SPS系统的相关解决方案.然后,为所有人
\(在[0,t]\中),我们有
$$\开始{aligned}\mathcal{电子}_{J} (\psi):=&-\sum_{k\ in{\mathbb{N}}}\sum_{J=0}^{J}(-1)^{J}\frac{\alpha \vert^{2}\,dx+c_{c}\int_{\mathbb{R}^{3}}\frac{\rho{\psi}(t,x)}{\vertx\vert}\,d\&{}+frac{1}{2} c(c)_{p} \int_{\mathbb{R}^{3}}\ int_{\ mathbb}R}^}}\frac{\rho{\psi}(t,x)\rho_{\psi.}(t,y)}{\vertx-y\vert}\,dx,dy-\frac}3}{4} c(c)_{s} \int_{\mathbb{R}^{3}}\rho^{\frac{4}{3}{{psi}(t,x)\,dx=\mathcal{电子}_{J} (\phi)。\结束{对齐}$$
证明
证据是标准的。高阶算子和Slater项并没有带来任何新的困难,我们请读者参考[18]对于Hartree和Hartree–Fock案件的明确证明,以及[15,24]有关更一般设置中的证明(另请参见[25]对于伪相对论情况,即当动力学算符由\(\sqrt{-\alpha^{2}\Delta_{x_{i}}+\alpha ^{-4}}\)哪里\(阿尔法>0)表示索末菲精细结构常数)。□
表示存在一个常数\(\|\psi\|_{L^{infty}_{T} H(H)^{J} (\gamma)}\leq C\)为所有人\(T>0),我们需要控制能量的动力学部分,这显然取决于J型为此,我们需要以下Gagliardo–Nirenberg不等式:
$$\开始{aligned}\bigl\Vert(-\Delta)^{\frac{s}{2}}\psi\bigr\Vert_{L^{2}(\gamma)}}\leq\eta\bigl\ Vert(-\Delta{J}}_{L^{2}(\gamma)}}。\结束{对齐}$$
(14)
因此,只关注动能部分的主导项就足够了,即\((-1)^{J+1}\压裂{\alpha(J)\hbar^{2J}}{m^{2J-1}c^{2J2}}}\|\三角洲^{压裂{J}{2}}\psi\|_{L^{2}(\gamma)}}\)。让我们假设J型很奇怪。然后,使用(14)质量守恒和估计
$$开始{aligned}&\int_{mathbb{R}^{3}}\rho^{frac{4}{3}{{psi}(t,x)$$
我们推断,自\(J>\压裂{3}{8}\).因此\(在L^{infty}中为\psi\_{T} H(H)^{J} (\伽玛)\)现在,假设J型是偶数,然后再次使用(14)质量守恒和估计
$$开始{aligned}和\int_{mathbb{R}^{3}}\frac{rho{psi}(x)}{vertx\vert}\,dx\leq\vert\psi\vert^{2}_{{L ^{2}(\ gamma)}}+\Vert\psi\Vert_{L ^{2}(\ gamma)}\Vert\psi\Vert_{L ^{\frac{8}{3}}(\ gamma)}\leq\Vert\psi\Vert^{2}_{{L^{2}(\gamma)}}+\Vert\psi\Vert_{H^{\frac{3}{8}}(\ gamma psi\Vert^{\压裂{4}{3}}_{{L^{2}(\gamma)}}\Vert\psi\Vert^{8}{3{}_{L^}\frac{8}{3}{(\gamma){leq\kappa\Vert\psi}_{{L^{2}(\gamma)}}\Vert\psi\Vert^{\frac{8}{3}}_{H^{\frac{3}{8}}(\ gamma$$
我们推断,动力学部分的主导项支配着势部分。因此\(在L^{infty}中为\psi\_{T} 小时^{J} (\伽玛)\).