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