Прежде чем начать изложение результатов, полученных в данном и последующих разделах, приведём ряд известных определений и необходимых обозначений [41-53].
мерное вещественное евклидово пространство; в частности при получаем двумерное евклидово пространство точек где .
открытая область в (в частности в ), через обозначим замыкание множества ;
множество непрерывных функций, имеющих непрерывные частные производные в до порядка включительно; в частности, если область из , то частные производные для некоторой функции можно будет записать в виде
, где
и целые неотрицательные числа.
класс финитных функций из с носителем ;
множество бесконечно дифференцируемых в функций;
класс финитных функций из с носителем ;
Пусть для определенности область из , а ее замыкание.
Определение 1.1.1. Носителем функции определенной на множестве называется множество и обозначается через supp .
Определение 1.1.2. Функция непрерывная в и supp называется финитной функцией в .
множество функций, бесконечно дифференцируемых и финитных в ;
гильбертово пространство, состоящее из измеримых по Лебегу на функций, имеющих конечную норму
;
пространство функций из , имеющих все обобщенные производные по Соболеву до порядка включительно, также принадлежащие с нормой
.
пространство функций , у которых существуют все (обобщенные) производные порядка , также принадлежащие .
В будет рассматриваться норма
где
Если А – некоторый оператор, то область определения обозначается через , область значений через .
Определение 1.1.3. Оператор называется взаимнооднозначным, если для любых и принадлежащих из того, что следует .
Если А отображает на взаимоодназначно, то существует обратное отображение или обратный оператор , переводящий на .
Определение 1.1.4. Оператор А называется замкнутым, если для всякой последовательности из того, что и следует, что и .
Непосредственно из этого определения следует, что если оператор А незамкнут, то его можно расширить до замкнутого. Эта операция называется замыканием оператора А, а сам оператор называется замыкаемым.
Определение 1.1.5. Оператор А называется вполне непрерывным, если он любое ограниченное множество переводит в компактное множество или что тоже для каждой ограниченной последовательности элементов из последовательность содержит сходящуюся подпоследовательность.
Пусть X и Y – нормированные пространства и А ограниченный оператор из X в Y. Определим функционал формулой
(1.1.1)
- сопряженное пространство к пространству Y.
Нетрудно проверить, что - линеен и . Итак, каждому поставлен в соответствие по формуле (1.1.1) элемент - пространство сопряженное к X. Таким образом задан линейный непрерывный оператор . Оператор называется сопряженным к оператору А.
Определение 1.1.6. Оператор А, действующий в гильбертовом пространстве называется самосопряжённым, если он симметричен, т.е., если скалярное произведение для любых и если из тождества
в которых и фиксированы, а – любой элемент из , следует, что и .
Приведём теперь очень важное понятие спектра и резольвенты оператора.
Если А – линейный оператор в гильбертовом пространстве , то комплексную плоскость можно разбить на две части: резольвентное множество, обозначаемое через и спектр оператора А, обозначаемый через , который в свою очередь разбивается на точечный спектр и непрерывный .
Резольвентное множество состоит из тех для которых оператор имеет ограниченный обратный оператор с плотной в областью определения, т.е.
.
Если принадлежит резольвентному множеству, то оператор называется резольвентой оператора А и обозначается .
Определение 1.1.7. Симметричный оператор А называется положительно определенным, если
для любых ,
где
Приведем определение понятия k – поперечников по Колмогорову.
Пусть М – центрально-симметрическое подмножество ( - гильбертово пространство), т.е. М=-М.
Величина
называется k – поперечником по Колмогорову множества М, где - множество всех подпространств , размерности которых не превосходят k.
Определение 1.1.8. Пусть и - банаховы пространства. Говорят, что вложено в , если является подпространством и существует постоянная c>0 такая, что
при всех
В данной работе ставятся и исследуются нелинейные уравнения с интегральными «усреднениями». Отметим, что эти уравнения являются нагруженными согласно следующего определения.
Определение 1.1.9. [52] Заданное в области дифференциальное, интегродифференциальное или функциональное уравнение называется нагруженным, если оно содержит операции взятия следа искомого решения на многообразиях из замыкания размерности строго меньше, чем .
1.2 - оценки решений одного класса вырождающихся эллиптических уравнений