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非线性椭圆系统的奇异性。 (英语) Zbl 1281.35027号

设(Omega)是(mathbb{R}^n)中的有界域,设(p\in(1,infty))和(m\inmathbb}n})中的域,使得(n>mp\)。此外,设\(q>\frac{np}{n-mp}\)。
本文的主要结果表明,如果(u)是Meyers-Elcrat系统的(W^{m,p}cap L^q)-解[N.G.Meyers公司A.埃尔克拉特杜克大学数学系。J.42,121–136(1975年;Zbl 0347.35039号)] \[\sum_{|\gamma|\leq-m}(-1)^{|\gamma|}\left(\frac{\partial}{\paratilx}\right)^{\gamma}A_{\gama}(x,D^mu)=0\;\文本{on}\Omega\](这里,对于\(N=\sum_{k=1}^mn^k\),\(A_\gamma:\Omega\times\mathbb{R}^N\rightarrow\mathbb}R}^N)是一个Carathèdory函数,对于一些正常数\(A_0,M\),它满足以下条件\[\sum_{|\gamma|\leq-m}A_{\gamma}(x,D^mu)\left(\frac{\partial}{\partivex}\right)^{\gama}u\geqa_0\left|\left;\文本{a.e.on}\Omega\]
\[|A_{\gamma}(x,D^mu)|\leq M\left|\left(\frac{\partial}{\partic x}\right)^mu\right|^{p-1},\|\伽马|\leq m,\;\;\文本{a.e.on}\Omega),\]则\(|D^mu|\)属于莫里空间\(L^{p,\lambda}(\Omega)\),其中\(lambda=(m+\frac{n}{q})p\)。
因此,(u)的奇异集的Hausdorff维数不能大于(frac{np}{q})。特别是,对于有界解,奇异集的Hausdorff维数为零。
证明使用了Zorko空间的概念(所有函数的空间都可以用标准范数(L^{p,\lambda}(\Omega))中的\(C^1(\Omega)\)-函数近似)和Morrey空间容量的概念。
用同样的方法,作者还研究了(W^{1,2})-极小型泛函的局部奇异集(这里使用求和对流)(mathcal{J}(u,Omega)=int_\Omega A{ij}^{kl}(x,u)u{x_k}^iu^J{x_l}),其中系数(A{ij}^kl}\)是有界的,Hölder连续的,形式为(A_{ij}^{kl}(x,u)=g_{ij}(x,u)g^{kl}(x)\)。此外,它们还满足某些(A_0>0)的对称条件(A_{ij}^{kl}(x,u)=A_{ji}^{lk}(x,u))和椭圆性条件(A_(ij}^{kl}(x,u)\xi_k^i\xi_l^i\geqa_0|\xi|^2)。
特别地,作者证明了如果(W^{1,2}中的u)是\(mathcal{J}(u,\Omega)\)的极小值,那么对于\(\Omega\)中的任何紧集\(B),则为\(L^{2,2}(B)中的(|\nablau|\)。因此,此类极小元的所有局部奇异集都具有Hausdorff维数零。
最后一个结果是关于调和映射的能量泛函从(mathbb{B}^n)到(mathbb2{S}^m-1})的极小值(u:mathbb}B}^n\rightarrow\mathbb[S}^{m-1}\)的所有不连续点的集合((u,mathbb_2B}^)。这里,(mathbb{B}^n)是(mathbb{R}^n,)的单位球,而(mathbb2{S}^{m-1},)是(mathbb{R},m)的单位球体。作者证明了以下身份\[\mathrm{sing}(u,\mathbb{B}^n)=\{x\in\mathbb{B}^n:\int_{mathbb}B}^n}|x-y|^{1-n}|\frac{\partial}{\partityy}u(y)|=\infty\}\]它建立了(u)的有界奇点和(frac{部分}{部分x}u)范数的(1)-Riesz势的无界间断之间的对应关系。

MSC公司:

35J48型 高阶椭圆系统
42B37型 谐波分析和偏微分方程
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