Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана

Досліджується поведінка тотальної маси розв'язку задачі Неймана для широкого класу вироджених параболічних рівнянь з демпфіруванням у просторах із некомпактною межею. Знайдено нові критичні показники в досліджуваній задачі....

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2006
Автор: Тедеев, А.Ф.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут математики НАН України 2006
Назва видання:Український математичний журнал
Теми:
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/164948
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана / А.Ф. Тедеев // Український математичний журнал. — 2006. — Т. 58, № 2. — С. 272–282. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-164948
record_format dspace
spelling irk-123456789-1649482020-02-12T01:28:57Z Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана Тедеев, А.Ф. Статті Досліджується поведінка тотальної маси розв'язку задачі Неймана для широкого класу вироджених параболічних рівнянь з демпфіруванням у просторах із некомпактною межею. Знайдено нові критичні показники в досліджуваній задачі. We study the behavior of the total mass of the solution of Neumann problem for a broad class of degenerate parabolic equations with damping in spaces with noncompact boundary. New critical indices for the investigated problem are determined. 2006 Article Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана / А.Ф. Тедеев // Український математичний журнал. — 2006. — Т. 58, № 2. — С. 272–282. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1027-3190 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/164948 517.946 ru Український математичний журнал Інститут математики НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Статті
Статті
spellingShingle Статті
Статті
Тедеев, А.Ф.
Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана
Український математичний журнал
description Досліджується поведінка тотальної маси розв'язку задачі Неймана для широкого класу вироджених параболічних рівнянь з демпфіруванням у просторах із некомпактною межею. Знайдено нові критичні показники в досліджуваній задачі.
format Article
author Тедеев, А.Ф.
author_facet Тедеев, А.Ф.
author_sort Тедеев, А.Ф.
title Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана
title_short Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана
title_full Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана
title_fullStr Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана
title_full_unstemmed Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана
title_sort начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. задача неймана
publisher Інститут математики НАН України
publishDate 2006
topic_facet Статті
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/164948
citation_txt Начально-краевые задачи для квазилинейных вырождающихся параболических уравнений с демпфированием. Задача Неймана / А.Ф. Тедеев // Український математичний журнал. — 2006. — Т. 58, № 2. — С. 272–282. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
series Український математичний журнал
work_keys_str_mv AT tedeevaf načalʹnokraevyezadačidlâkvazilinejnyhvyroždaûŝihsâparaboličeskihuravnenijsdempfirovaniemzadačanejmana
first_indexed 2025-07-14T17:41:58Z
last_indexed 2025-07-14T17:41:58Z
_version_ 1837645083824881664
fulltext UDK 517.946 A. F. Tedeev (Yn-t prykl. matematyky y mexanyky NAN Ukrayn¥, Doneck) NAÇAL|NO-KRAEVÁE ZADAÇY DLQ KVAZYLYNEJNÁX VÁROÛDAGWYXSQ PARABOLYÇESKYX URAVNENYJ S DEMPFYROVANYEM. ZADAÇA NEJMANA* We investigate the behaviour of the total mass of a solution of the Neumann problem for a wide class of degenerate parabolic equations with damping in a space with a noncompact boundary. We find new critical indexes in the problem considered. DoslidΩu[t\sq povedinka total\no] masy rozv’qzku zadaçi Nejmana dlq ßyrokoho klasu vyrod- Ωenyx paraboliçnyx rivnqn\ z dempfiruvannqm u prostorax iz nekompaktnog meΩeg. Znajdeno novi krytyçni pokaznyky v doslidΩuvanij zadaçi. 1. Vvedenye. V dannoj rabote rassmatryvaetsq zadaça Nejmana ut = i N i m x q x u Du u a x Du i = − −∑ ∂ ∂ ( ) − 1 1 1λ ν( ) , ( x, t ) ∈ Ω × ( 0, ∞ ), (1.1) i N m x iu Du u n i = − −∑ 1 1 1λ = 0, ( x, t ) ∈ ∂ Ω × ( 0, ∞ ), (1.2) u ( x, 0 ) = u0 ( x ), x ∈ Ω, (1.3) hde Ω ⊂ R N, N ≥ 2, — neohranyçennaq oblast\ s dostatoçno hladkoj nekom- paktnoj hranycej, n = ( n i ) —7vneßnqq normal\ k ∂ Ω, Du = u ux xN1 , ,…( ). V dal\nejßem predpolahaem, çto a ( x ) y u0 ( x ) — neotrycatel\n¥e yzmerym¥e funkcyy, pryçem u0 ∈ L1 ( Ω ), t. e. u0 ymeet koneçnug massu. Krome toho, m + λ – 2 ≥ 0, λ > 0, 1 < q < λ + 1, ν q > m + λ – 1. (1.4) Budem predpolahat\ takΩe dopolnytel\n¥e uslovyq na dann¥e zadaçy. Uravne- nye ut = ∆u Du uq p− + δ , δ > 0, b¥lo vperv¥e yssledovano v rabote ·1‚ s cel\g yzuçenyq vlyqnyq çlena − Du q (yly, ynaçe, dempfyrovanyq) na problemu suwestvovanyq yly nesuwestvovanyq hlobal\n¥x po vremeny reßenyj zadaçy Dyryxle. Podrobn¥j analyz rezul\tatov v πtom napravlenyy moΩno najty v obzornoj rabote ·2‚. Otmetym takΩe nedavnyj cykl rabot ·3 – 6‚, hde ymegtsq dal\nejßye ss¥lky. Cel\g dannoj rabot¥ qvlqetsq naxoΩdenye uslovyj na q, pry kotor¥x massa reßenyq (1.1) – (1.3) u t( , ) ,⋅ 1 Ω ≡ u t L( , ) ( )⋅ 1 Ω stremytsq k nulg pry t → → ∞. Otmetym, çto esly a ( x ) ≡ 0 , to dlq poçty vsex t > 0 u t( , ) ,⋅ 1 Ω ≡ ≡ u0 1, Ω y, sledovatel\no, massa ne stremytsq k nulg pry t → ∞. Odnako, kak v¥qsnylos\, daΩe nalyçye syl\noho stoka, t. e. dempfyrovanyq, v (1.1) ne vseh- da harantyruet stremlenye k nulg mass¥ reßenyq (1.1) – (1.3). V sluçae a ( x ) ≡ ≡ const, Ω = R N (zadaça Koßy) zadaça (1.1), (1.3) yssledovalas\ v rabote ·7‚, hde dan otvet na vopros: pry kakyx uslovyqx na parametr¥ zadaçy massa reßenyq stremytsq k nulg? A ymenno, najden krytyçeskyj pokazatel\ q* = = N m N( ) ( )/+ − + +( ) +λ λ ν1 1 1 . ∏to oznaçaet, çto v sluçae q ≤ q* u t RN( , ) ,⋅ 1 → 0 pry t → ∞, a v sluçae q > q* u t RN( , ) ,⋅ 1 > c > 0 pry dosta- toçno bol\ßyx t > t0 . Krome toho, naprymer, esly supp u0 < ∞, to pry dosta- toçno bol\ßyx znaçenyqx t dokazan¥ sledugwye ocenky: *7 V¥polnena pry podderΩke INTAS (hrant 03-51-5007). © A. F. TEDEEV, 2006 272 ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2 NAÇAL|NO-KRAEVÁE ZADAÇY DLQ KVAZYLYNEJNÁX VÁROÛDAGWYXSQ … 273 u t RN( , ) ,⋅ 1 ≤ c t – A pry q < q *, (1.5) hde A = q q H N * − +( )ν 1 , H = ( )( ) ( )λ ν λ+ − − + −1 1 2q q m · y u t RN( , ) ,⋅ 1 ≤ C t q(ln ) − − 1 1ν pry q = q *. (1.6) Otmetym, çto zadaça (1.1) – (1.3) s a ( x ) ≡ 0 yzuçalas\ v rabotax ·8 – 11‚, hde b¥ly dan¥ toçn¥e ocenky u t( , ) ,⋅ ∞ Ω y heometryy nosytelq. Kombynyruq podxod¥, yzloΩenn¥e v πtyx rabotax y rabote ·7‚, m¥7ustanavlyvaem ocenky ty- pa (1.5) y (1.6), kotor¥e, kak πto budet vydno yz dal\nejßeho, suwestvenno zavy- sqt ot heometryy oblasty y povedenyq a ( x ) na beskoneçnosty. Dlq formuly- rovky osnovn¥x rezul\tatov y yx dokazatel\stv nam potrebuetsq rqd opredele- nyj y vspomohatel\n¥x predloΩenyj. Vsgdu v dal\nejßem çerez c budem obo- znaçat\ postoqnn¥e, zavysqwye lyß\ ot parametrov zadaçy y ne zavysqwye ot razmera oblasty Qt . 2. Vspomohatel\n¥e utverΩdenyq y formulyrovky osnovn¥x rezul\ta- tov. V¥delym klass¥ oblastej s nekompaktnoj hranycej, udovletvorqgwyx uslovyqm yzoperymetryçeskoho typa. Budem sçytat\, çto naçalo koordynat prynadleΩyt Ω. Pust\ l ( v ) = inf mes N Q− ∂( ){ }1 ∩ Ω , hde ynfymum beretsq po vsem otkr¥t¥m mnoΩestvam Q ⊂ Ω s lypßycevoj hranycej; mesN Q = v. Bu- dem hovoryt\, çto Ω prynadleΩyt klassu B1 ( g ), esly suwestvuet neub¥vag- waq neprer¥vnaq dlq vsex v > 0 funkcyq g ( v ) takaq, çto v v ( ) ( ) N N g − /1 ne ub¥va- et dlq vsex v > 0. Dalee, pust\ rk ( x ) = x xk1 2 2 1 2 +…+( ) / , 1 ≤ k ≤ N, y dlq zadan- noho ρ > 0 Ω ( ρ ) = Ω ∩ r xk ( ) <{ }ρ , V ( ρ ) = mesN Ω ( ρ ). Oboznaçym çerez R ob- ratnug k V ( ρ ) funkcyg. Budem hovoryt\, çto Ω prynadleΩyt klassu B2 ( g ), esly Ω ∈ B1 ( g ) y suwestvuet postoqnnaq c0 > 0 takaq, çto R ( v ) ≥ c g0 v v( ) (2.1) dlq vsex v > 0. Lehko vydet\, çto esly Ω ∈ B1 ( g ), to spravedlyvo obratnoe k (2.1) neravenstvo R ( v ) ≤ N g v v( ) (2.2) dlq vsex v > 0. Krome toho, yz (2.1) y (2.2) sleduet, çto 1 N g Vρ ρ( )( ) ≤ V ( ρ ) ≤ 1 0c g Vρ ρ( )( ) (2.3) dlq vsex ρ > 0. V svog oçered\, yz (2.3) v¥tekaet, çto mesN Ω = ∞. Klass¥ ob- lastej B1 ( g ), B2 ( g ) b¥ly vveden¥ v [12], hde poluçen¥ toçn¥e ocenky skoros- ty stabylyzacyy reßenyq zadaçy Nejmana dlq lynejn¥x parabolyçeskyx urav- nenyj vtoroho porqdka. Typyçn¥m prymerom oblastej klassa B2 ( g ) qvlqetsq oblast\ typa paraboloyda Ω h = x R x xN h∈ ′ <{ }: 1 , hde ′x = x xN2 2 2 1 2 +…+( ) / , x1 > 1, 0 ≤ h ≤ 1. V πtom sluçae (sm. [9] dlq N ≥ 2 y [12] pry N = 2 ) g ( v ) = c N Nmin ,( )v v− /( )1 γ , γ = h N h N ( ) ( ) − − + 1 1 1. (2.4) ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2 274 A. F. TEDEEV Dalee, çtob¥ yzbeΩat\ hromozdkyx formulyrovok rezul\tatov, budem pred- polahat\, çto a ( x ) ≡ a ( rk ( x ) ). Bolee toho, predpoloΩym, çto a ( ρ ) — rastu- waq funkcyq dlq vsex ρ > 0. Esly a1 ( s ) — ub¥vagwaq perestanovka funkcyy 1 / a ( rk ( x ) ), to sohlasno opredelenyg a1 ( s ) = 1 a r xk ( ) * ( )     = 1 a R s( )( ) . (2.5) Napomnym, çto pod ub¥vagwej perestanovkoj yzmerymoj funkcyy f ( x ) pony- maetsq sledugwee: f ( s ) * = inf ( )τ µ τ <{ }s , µ ( τ ) = mesn x f x∈ >{ }Ω: ( ) τ (sm., naprymer, [13]). PredpoloΩym, çto s a s q ( ) vozrastaet dlq vsex s > 0. (2.6) Vvedem teper\ ponqtye reßenyq zadaçy (1.1) – (1.3) v Q∞ = Ω × ( 0, ∞ ). Budem hovoryt\, çto u ( x, t ) — reßenye zadaçy (1.1) – (1.3) v Q∞ , esly u ≥ 0, u ∈ L QT∞, ( )loc ∩ C T L0 2, ; ( ),( )( )loc Ω , | D u σ | λ + 1 , a ( x ) | D u ν | q ∈ L QT1, ( )loc , σ = = ( m + λ – 1 ) / λ, dlq lgboho T > 0 y dlq lgboj funkcyy η ∈ C QT0 1( ) Q t m q T u u Du Du D a Du∫∫ − + +{ }− −η η ηλ ν1 1 d x d t = 0 . (2.7) Krome toho, u ( x, t ) → u0 pry t → 0 v L1 ( Ω ). Vopros o suwestvovanyy reßenyq zadaçy (1.1) – (1.3) predstavlqet samostoq- tel\n¥j ynteres y budet rassmotren v otdel\noj rabote. PreΩde çem perejty k toçn¥m formulyrovkam osnovn¥x rezul\tatov, vve- dem nekotor¥e oboznaçenyq. Pust\ P y ϕ — obratn¥e sootvetstvenno k V s sm( ) + − +λ λ2 1 y s a sH m q m+ − − + −( )[ ] /λ ν λ2 1 1 ( ) ( ) funkcyy. Zdes\ H = ( λ + + 1 ) ( ν q – 1 ) – q ( m + λ – 2 ). Osnovn¥my rezul\tatamy rabot¥ qvlqgtsq sledu- gwye teorem¥. Teorema 2.1. Pust\ u ( x, t ) — reßenye zadaçy (1.1) – (1.3) v Q∞ , suppu0 ⊂ ⊂ Ω( )ρ0 , ρ0 < ∞, Ω ∈ B2 ( g ) y v¥polnen¥ uslovyq (1.4) s m + λ – 2 > 0 y (2.6). Tohda spravedlyv¥ ocenky E ( t ) ≡ Ω ∫ ⋅u t dx( , ) ≤ cV t t a t t q q ϕ ϕ ϕ ν ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )     / −1 1 , (2.8) E ( t ) ≤ c a P V P P d t q q q 1 1 1 1 ∫ ( ) ( )        − − −/ ( ) ( ) ( ) ( ) τ τ τ τν ν , (2.9) u t( , ) ,⋅ ∞ Ω ≤ c t t m ϕ λ λ ( ) ( )+ + −    /1 1 2 (2.10) dlq vsex t > t0 = t u m 0 0 0 1 2ρ λ, ,Ω + −( ) . Teorema 2.2. Pust\ u ( x, t ) — reßenye zadaçy (1.1) – (1.3) v Ω h × ( 0, ∞ ), a ( x ) ≡ x1 α , 0 ≤ α < q, suppu0 ⊂ Ωh( )ρ0 , y v¥polnen¥ uslovyq (1.4) s m + λ – – 2 > 0, q > q * = N m N h h ( )+ − + + + + λ λ α ν 1 1 1 , (2.11) hde Nh = ( N – 1 ) h + 1. Tohda dlq dostatoçno bol\ßyx t > t1 = t u1 0 0 1ρ , ,Ω( ) ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2 NAÇAL|NO-KRAEVÁE ZADAÇY DLQ KVAZYLYNEJNÁX VÁROÛDAGWYXSQ … 275 E ( t ) ≥ c > 0. (2.12) Teorema 2.3. Pust\ u ( x, t ) — reßenye zadaçy (1.1) – (1.3) v Q∞ , Ω ∈ B2 ( g ) y v¥polnen¥ uslovyq (1.4) y (2.6) s ν = σ = ( m + λ – 1 ) / λ. Tohda spravedlyva ocenka E ( t ) ≤ c u dx V t t a tt q q q Ω Ω\ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )ρ λ λ λ ρ ρ ρ( ) − −∫ + ( ) ( )        / /0 , (2.13) hde ρ ( t ) dlq vsex t > 0 opredelqetsq sledugwym obrazom: ρ ρλ λ λ λ λq m q ma( ) ( )( ) ( )+ − + + −( ) + −/2 1 2 = t q m( )( )− + − /λ λ λ1 . (2.14) Pryvedem prymer¥. Pust\ Ω = Ω h , α ≡ x1 α dlq x ≥ 1 y a ≡ 1 dlq 0 < x < < 1, 0 ≤ α < q. Tohda yz (2.8) poluçaem E ( t ) ≤ c t – Λ , (2.15) hde Λ = ( )( )*q q N H h− +ν 1 1 , H1 = H + α ( m + λ – 2 ); q * opredeleno v (2.11). Yz (2.15) vydno, çto esly q < q * , to E ( t ) → 0, t → ∞ . V tex Ωe predpoloΩenyqx pry q = q * yz (2.9) sleduet ocenka E ( t ) ≤ c t qln ( )[ ] − −/1 1ν . (2.16) Dalee, ocenka (2.10) prynymaet vyd u t( , ) ,⋅ ∞ Ω ≤ Ct q H− + + − /( )λ α1 1 . (2.17) Yz pryvedenn¥x rezul\tatov sleduet, çto q = q * yhraet rol\ krytyçeskoho pokazatelq v zadaçe (1.1) – (1.3). Kak vydno, πtot pokazatel\ zavysyt ne tol\ko ot m, λ, ν, no y ot heometryy oblasty y funkcyy a ( x ). Zametym pry πtom, çto esly h = 1, a ( x ) ≡ 1, to nov¥j krytyçeskyj pokazatel\ sovpadaet s poluçen- n¥m v [7] dlq sluçaq zadaçy Koßy. Ponqtno, çto sluçaj zadaçy Koßy ne ys- klgçaetsq yz dannoho yssledovanyq. Otmetym takΩe sledugwyj fakt: ocenky (2.17) y (2.10) ne zavysqt ot heometryy oblasty. Toçnost\ pryvedenn¥x rezul\- tatov podtverΩdaetsq tem, ç t o f u n k c y q u ( x, t ) = = ( ) ( )( ) ( )t t f x t tq H q m H+ +( )− + + − − − + −( )/ / 0 1 0 11 1λ α ν λ qvlqetsq reßenyem uravne- nyq (1.1) s a = x α . Pry πtom f ( r ) udovletvorqet uravnenyg − + + − + − + −    λ α ν λ1 1 1 1 q H f r q m H r fr( ) ( ) = r d dr r f f fN N m r r − − − − −( )( )1 1 1 1λ – – r f r qα ν( ) . Dalee, teorema 2.3 spravedlyva y v nev¥roΩdennom sluçae. Naprymer, esly m + λ – 2 = 0, to ρ ( t ) = t1 1/ +( )λ , y esly suppu0 < ∞, to yz (2.3) sleduet E ( t ) ≤ cV t t a tq q q1 1 1 1 1/ / / /+ − − +[ ] + − −( ) ( )[ ]( ) ( )( ) ( ) ( )λ λ λ λ λ λ . (2.18) Zametym, çto yz uslovyj (1.4) pry ν = ( m + λ – 1 ) / λ poluçaem λ < q < λ + 1. Krytyçnost\ Ωe pokazatelq q v (2.18) opredelqetsq uslovyem stremlenyq k nulg pry t → ∞ pravoj çasty v (2.18). Po-vydymomu, ocenka (2.18) qvlqetsq novoj daΩe v sluçae λ = 1. V zaklgçenye πtoho punkta pryvedem vspomohatel\noe utverΩdenye, qvlqg- weesq çastn¥m sluçaem lemm¥ 3.1 [14]. ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2 276 A. F. TEDEEV Lemma 2.1. Pust\ Ω ∈ B1 ( g ) y v¥polneno uslovye: s a s p ( ) vozrastaet dlq s > 0, p > 1. Tohda ymeet mesto neravenstvo Ω ∫ ( )a r x Du dxk p( ) ≥ c E G E E p p p p p β β β β/ − / −( )( ) ( ) (2.19) dlq 0 < β < p, G ( s ) = s g s a R s p ( ) ( )     ( ) 1 , Eγ = Ω ∫ u dxγ . Esly sup ( )pu x ⊂ Ω( )ρ , to oçevydn¥m sledstvyem (2.19) qvlqetsq neraven- stvo Puankare Ω( )ρ ∫ u d xp ≤ c a a Du d x p pρ ρ ρ ( ) ( )Ω ∫ . (2.20) 3. Dokazatel\stvo osnovn¥x rezul\tatov. Dokazatel\stvo teore- m¥�2.1. DokaΩem snaçala, çto Z ( t ) = inf { r > 0 : u ( x, t ) = 0, p. v. x ∈ Ω \ Ω ( r ) } ≤ c φ ( t ). (3.1) Rassmotrym posledovatel\nost\ rn = 2 ρ ( 1 – 2 – n – 1 ), n = 0, 1, … , ρ > 2ρ0 . Pust\ ζn kr x( )( ) — posledovatel\nost\ hladkyx funkcyj, udovletvorqgwyx uslovyqm: ζn = 0 pry x ∈ Ω ( rn ), ζn ≡ 1 pry x ∈ Ω \ Ω rn( ) , hde rn = r rn n+ +1 2 , y | D ζn | ≤ c 2 n ρ – 1 . Tohda, umnoΩaq obe çasty uravnenyq (1.1) na ζλ θ n u+1 , θ > 0, y yntehryruq po Qt , poluçaem yn + 1 ≡ sup 0 1 < < +∫ τ θ t Un u d x + 0 2 1 t U m n u Du d x d∫ ∫ + − +θ λ τ + + 0 t U q n u Du d x d∫ ∫ θ ν τ ≤ c u d x d n t U U m n n 2 1 1 0 1 ( ) \ λ λ λ θ ρ τ + + + + −∫ ∫ , (3.2) hde Un = Ω \ Ω ( rn ), Un = Ω \ Ω rn( ) . Toçno tak Ωe, kak v rabote [9], dokaz¥vaet- sq neravenstvo yn + 1 ≤ c t y f t y n K n m K m2 1 1 1 1 1 2 1 0 0 2 11 1 ( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) λ λ θ λ λ λ λ θ ρ θ θ + + + + + + − + + − +/ / /+ + ( ), (3.3) hde f s0( ) = F s sN K m 1 1 1 2 11 1( ) ( ) ( ) ( ) − + + − +        / / +θ λ θ θ , K1 + θ = N ( m + λ – 2 ) + ( 1 + θ )( λ + 1 ), F1 1( )− — obratnaq k F1 ( s ) = s g sλ λ β λ+ + − +/( ) ( )1 1 1 funkcyq. Perepyßem (3.3) v vyde y A n a +1 ≤ c n2 1( )λ+ , (3.4) hde ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2 NAÇAL|NO-KRAEVÁE ZADAÇY DLQ KVAZYLYNEJNÁX VÁROÛDAGWYXSQ … 277 a = 1 2 1 1 1 + + − +   + − ( )( )m K λ λ θ , A = t f t yK m a( )( ) ( ) ( )1 1 1 0 0 2 11+ + − − + − + −/ /+ ( )[ ]θ λ λ λ θθ ρ . Nam potrebuetsq ewe odno rekurrentnoe neravenstvo. Poskol\ku yzvestno [9], çto Z ( t ) ≤ c P t u m 0 1 2 0,Ω + −( ) +[ ]λ ρ , (3.5) to, yspol\zuq neravenstvo Puankare (2.20) s p = q, poluçaem 0 t U q n w d x d∫ ∫ τ ≤ c a a Dw d x dq t U q n ρ ρ τ( )( )− ∫ ∫1 0 ≤ ≤ c Z t a Z t y q n ( ) ( )( ) , w = u q q( )ν θ+ / . (3.6) Takym obrazom, prymenqq k pravoj çasty (3.2) neravenstvo Hel\dera, v sylu (3.6) naxodym yn + 1 ≤ c u d x d n t U m n 2 1 1 0 1 ( )λ λ λ θ ρ τ + + + + −∫ ∫ ≤ ≤ c tV Z t a Z t y n q m q q m q n m q2 1 1 1 1 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) λ λ ν λ ν θ λ θ ν θ λ θ ν θ ρ ρ + + − + −( ) + + + − + + + − +[ ] ( )       / / / . (3.7) Perepyßem neravenstvo (3.7) v vyde y B n b +1 ≤ c n2 1( )λ+ yn , (3.8) hde b = ν θ λ θ q m + + + − 1 > 1, poskol\ku ν q > m + λ – 1, B = tV Z t a Z t q m q q b ( ) ( ) ( ) ( ) ( )ρ ρν λ ν θ λ[ ] ( )       − + −( ) + − −/1 1 . Obæedynqq teper\ neravenstva (3.4) y (3.8), s uçetom neravenstva Gnha poluçaem y A B n+ − 1 1 1 1 1 ε ε ε ≤ c y A y B n a n b + ++     1 1 ≤ c n2 1( )λ+ yn , hde ε1 = b b a+ −1 < 1. Sledovatel\no, v sylu yteratyvnoj lemm¥ 5.6 [15, c. 113] zaklgçaem, çto yn → 0, n → ∞, A y B a b( )( ) 0 1− / ≤ c0 . (3.9) Dlq ocenky y0 rassmotrym posledovatel\nost\ y ( n ) = sup ( , ) ( )0 1 < < > +∫ ⋅ τ ρ θτ t r xk n u d x + 0 2 1 t r x m k n u Du d x d∫ ∫ > + − + ( ) ρ θ λ τ + + 0 t r x q k n u Du d x d∫ ∫ >( ) ρ θ ν τ , ρn = ρ( )1 2 2 + n . ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2 278 A. F. TEDEEV RassuΩdaq toçno tak Ωe, kak pry dokazatel\stve (3.8), ymeem y n b( )( ) ≤ ≤ c n2 1( )λ+ y ( n + 1 )B. Yteryruq poslednee neravenstvo, poluçaem ocenku y0 = y ( 0 ) ≤ ≤ ctV Z t a Z t q m q m q q m( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )ρ ρ λ θ ν λ λ ν θ ν λ ( )       + + − − + −( ) − + + − + −( ) / / 1 1 1 1 . (3.10) Podstavlqq (3.10) v (3.9) y uçyt¥vaq oçevydnoe neravenstvo Z ( t ) ≤ 2 ρ, pryxo- dym k v¥vodu, çto u ≡ 0, esly ρ H a ( ρ ) m + λ – 2 ≥ c t q m 1 1ν λ− + −( ) . ∏to y dokaz¥vaet ocenku (3.1). Dalee, umnoΩym obe çasty (1.1) na u θ y proyntehryruem rezul\tat po Ω ( ρ ) s ρ = Z ( t ). V rezul\tate poluçym 1 1 1 θ τ ρ θ + ∫ +d d u d x Ω( ) = – θ ρ θ λ Ω( ) ∫ + − +u Du d xm 2 1 – – c a Du d xq q q Ω( ) ( ) ρ ν θ∫ + / ≤ – c a Du d xq q q Ω( ) ( ) ρ ν θ∫ + / . (3.11) Prymenqq teper\ neravenstva Hel\dera y Puankare, poluçaem Ω( )ρ θ∫ +u d x1 ≤ V u d xq q q q ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ρ ν ν θ ρ ν θ θ ν θ − + + + + / / ∫       1 1 Ω ≤ ≤ cV a a Du d xq q q q q q q q ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ρ ρ ρν ν θ θ ν θ ρ ν θ θ ν θ − + − + + + + + / / / / [ ]      ∫1 1 1 1 Ω . Sledovatel\no, yz (3.11) ymeem d d u d x τ ρ θ Ω( ) ∫ +1 ≤ −     − − + − + + + / / ∫cV a u d xq q q ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ρ ρ ρν θ ρ θ ν θ θ 1 1 1 1 Ω . Yntehryruq πto neravenstvo, lehko naxodym Ω( )ρ θ∫ +u d x1 ≤ cV a tq q ( ) ( ) ( ) ( ) ρ ρ ρ θ ν− − + −[ ] /1 1 1 1 . Nakonec, prymenqq neravenstvo Hel\dera, s uçetom pred¥duweho neravenstva poluçaem Ω Z t u t d x ( ) ( , ) ( ) ∫ ⋅ ≤ Ω Z t u d x V Z t ( ) ( ) ( )( ) ( ) + + +∫       ( ) / /1 1 1 1θ θ θ θ ≤ ≤ V Z t Z t a Z t t V Z tq q ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )( )[ ] ( )− − + − + +/ / /1 1 1 1 1 1 1θ ν θ θ θ ≤ ≤ cV t t a t tq q ϕ ϕ ϕ ν ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )[ ]− − −/1 1 1 1 . DokaΩem ocenku (2.9). Yntehryruq uravnenye (1.1) po Ω ( ρ ), ρ = Z ( t ), poluçaem dE t dt ( ) = – D ( t ), (3.12) hde ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2 NAÇAL|NO-KRAEVÁE ZADAÇY DLQ KVAZYLYNEJNÁX VÁROÛDAGWYXSQ … 279 E ( t ) = Ω( ) ( , ) ρ ∫ ⋅u t d x , D ( t ) = Ω( )ρ ν∫ a Du d x q . Prymenqq neravenstva Hel\dera y Puankare, ymeem E ( t ) ≤ Ω( ) ( ) ( ) ( )( ) ρ ν ν ν νρ∫     / /−u d x Vq q q q 1 1 ≤ c a D t V q q q qρ ρ ρ ν ν ν ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )      / /− 1 1 . (3.13) Poskol\ku yz (3.5) pry dostatoçno bol\ßyx t > t0 sleduet, çto Z ( t ) ≤ c P ( t ), yz neravenstv (3.12) y (3.13) v¥tekaet dE t dt ( ) ≤ – c a P t V P t P t E tq q q( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )    −ν ν 1 . (3.14) Sledovatel\no, yntehryruq (3.14) ot t0 do t, poluçaem E ( t ) ≤ c a P V P P d t t q q q 0 1 1 1 ∫ ( ) ( )        − − −/ ( ) ( ) ( ) ( ) τ τ τ τν ν . Teorema 2.1 dokazana. Dokazatel\stvo teorem¥ 2.2. Dlq lgb¥x 0 < t1 < t ymeem E ( t1 ) = E ( t ) + t t q x Du d x d 1 1∫ ∫ Ω α ν τ . (3.15) Prymenqq neravenstvo Hel\dera, poluçaem t t q x Du d x d 1 1∫ ∫ Ω α ν τ ≤ t t m q u Du d x d 1 2 1 1 ∫ ∫ + − + +        / Ω θ λ λ τ ( ) × × t t q q m q q x u d x d 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ∫ ∫ + + − + − + − −( ) + − + − + / / /       Ω α λ λ λ ν λ θ λ λ λ τ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ≡ ≡ J Jq q 1 1 2 1 1/ /+ + − +( ) ( ) ( )λ λ λ , (3.16) hde θ > 0 — dostatoçno maloe çyslo. UmnoΩaq obe çasty (1.1) na u θ y ynteh- ryruq po Ω × ( t1 , t ), ymeem J1 ≤ c Ω ∫ + ⋅u t d x1 1 θ( , ) . (3.17) Dalee nam potrebuetsq sledugwaq ocenka dlq Ω ∈ B1 ( g ) [8, 9]: u t( , ) ,⋅ ∞ Ω ≤ c t E d t t E d t t t t m − − + − / / ∫ ∫        1 2 1 2 2 ( ) ( ) τ τ ψ τ τ λ , (3.18) hde ψ — obratnaq k Ψ ( z ) = z z g zm+ − +/( )λ λ2 1( ) funkcyq. V çastnosty, esly Ω = Ω h , to v sylu (2.4) dlq z > 1 ψ ( z ) = = cz m N Nh h( )+ − + +( ) /λ λ2 1 . Sledovatel\no, s uçetom toho, çto E ( t ) ≤ u0 1,Ω ∀ t > > 0, yz (3.18) dlq t > 1 poluçaem u t( , ) ,⋅ ∞ Ω ≤ c u tK N Kh h h 0 1 1 ,Ω λ+( ) −/ / , (3.19) ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2 280 A. F. TEDEEV hde Kh = ( m + λ – 2 ) Nh + λ + 1. Tohda Ω ∫ + ⋅u t d x1 θ( , ) ≤ E t u t( ) ( , ) ,1 1⋅ ∞ Ω θ ≤ cE t u tK N Kh h h( ) ,1 0 1 1 Ω λ θ θ+( ) −/ / . (3.20) Otmetym ewe, çto dlq Ω = Ω h Z t( ) ≤ c u tm K Kh hρ λ 0 0 1 2 1+( )+ − / / , ( ) Ω ≤ ≤ 2 0 1 2 1c u tm K Kh h , ( ) Ω + − / /λ ≡ ˜ ( )Z t dlq t > t0 = ρ λ 0 0 1 2K mh u ,Ω + − . Sledovatel\no, dlq t0 < t1 < t ymeem J2 ≤ c E Z u d t t q H q q 1 1 1 1∫ + + − ∞ − + −/ /⋅( ) ˜( ) ( , )( ) ( ) , ( ) ( )τ τ τ τα λ λ θ λ Ω ≤ ≤ c u E t dm H q K q t t HN qN q Kh h h h 0 1 2 1 1 1 1 1 1 , ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( )Ω + − + − +( ) + −( ) − − − +( ) + −[ ]/ /∫λ α θ λ λ θ α λ λτ τ . (3.21) Poskol\ku q > q * , yntehral v pravoj çasty (3.21) sxodytsq pry θ < < ( )( )*q q N qN h h − +ν 1 . Obæedynqq ocenky (3.15) – (3.17), (3.21), naxodym E ( t1 ) ≤ E ( t ) + c u t E tH K q q N Kh h h* , ( )* ( )0 1 1 1Ω / /− − (3.22) dlq vsex t1 > t0 . V¥berem teper\ t1 : t1 = max , * , ( )( )* t c u H K K q q N h h h 0 0 1 1 2 1 Ω / /( )      − +[ ]ν . Tohda yz (3.22) lehko v¥vodym ocenku 2 E ( t ) ≥ E ( t1 ) dlq vsex t > t1 . Otmetym takΩe [7] (lemma 4.1), çto sluçaj u ( x, t1 ) ≡ 0 dlq vsex x ∈ R N y nekotoroho t1 > 0 ne ymeet mesta. Teorema 2.2 dokazana. Dokazatel\stvo teorem¥ 2.3. Ymeem E ( t ) = Ω ∫ ⋅u t d x( , ) = Ω( ) ( , ) ρ ∫ ⋅u t d x + Ω Ω\ ( ) ( , ) ρ ∫ ⋅u t d x ≡ I1 + I2 . (3.23) Sohlasno neravenstvu Hel\dera I1 ≤ Ω( ) ( ) ( ) ( )( ) ρ ν ν ν νρ∫     / /−u d x Vq q q q 1 1 . (3.24) Pust\ u ν = v. Tohda, prymenqq lemmu 2.1 s β = ν – 1 < q, p = q, poluçaem D ( t ) ≡ Ω ∫ a D d xqv ≥ c F t G E t F t q q q q q ( ) ( ) ( )( ) ( )ν ν ν/ /− − −( )1 1 1 , (3.25) hde Fq ( t ) = Ω ∫ ⋅v( , )t d xq , G ( s ) = s g s a R s q ( ) ( )     ( )( )−1 . Napomnym, çto s g s( ) ∼ R ( s ) dlq Ω ∈ B2 ( g ). Yz (3.25) sleduet, çto ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2 NAÇAL|NO-KRAEVÁE ZADAÇY DLQ KVAZYLYNEJNÁX VÁROÛDAGWYXSQ … 281 Fq ( t ) ≤ c E t G D t E t q q q ( ) ( ) ( ) ( )ν ν ν 1 1 1 − −          , (3.26) hde G1 ( s ) = s G s qν − − 1 1( ) , G1 1( )− — obratnaq k G1 funkcyq. Dalee, yntehryruq (1.1) po Ω, ymeem d dt E t( ) = – D ( t ). Takym obrazom, yz (3.23), (3.24), (3.26) polu- çaem neravenstvo E ( τ ) ≤ c E V G d d E Eq q q q q ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) τ ρ τ τ τν ν ν ν ν − − − − / / −       { }1 1 1 1 + I2 ( τ ). (3.27) Dlq ocenky I2 ( τ ) postupym sledugwym obrazom. Pust\ ζ ( x ) = ζ ( rk ( x ) ) — hladkaq funkcyq, ravnaq 1 pry rk ( x ) > ρ, nulg pry rk ( x ) < ρ / 2, 0 ≤ ζ ≤ 1, 0 < < rk < ∞. Krome toho, | D ζ | ≤ c / ρ. UmnoΩym obe çasty (1.1) na ζ s , s ≥ λ + 1, y rezul\tat proyntehryruem po Ω. V rezul\tate poluçym d d u d xs τ ζ τ Ω ∫ ⋅( , ) + Ω ∫ a Du d x q sν ζ ≤ c Du d xs q ρ ζ ρ ρ ν Ω Ω( ) \ \ 2 1 ( ) −∫ , ν = m + −λ λ 1 . Prymenqq k pravoj çasty neravenstvo Gnha, poluçaem d d u x d xs τ ζ τ Ω ∫ ( , ) + Ω ∫ a Du d x q sν ζ ≤ ≤ c q a Du d xq qλ ε λ ν/ ∫ Ω + c q q a r x d x q q q k q− ( ) − − − ( ) − − / / /∫λ ε ρ λ λ λ ρ ρ λ λ ( ) ( ) ( ) ( ) \ \ ( ) Ω Ω 2 . Polahaq c q qλ ε λ/ = 1 / 2, yz posledneho neravenstva ymeem d d u d xs τ ζ τ Ω ∫ ⋅( , ) ≤ c V aq q q ( ) ( )( ) ( ) ρ ρ ρλ λ λ/ /− − . Nakonec, yntehryruq πto neravenstvo, naxodym Ω ∫ ζ τsu x d x( , ) ≤ Ω ∫ ζsu d x0 + c V aq q q τ ρ ρ ρλ λ λ ( ) ( )( ) ( )/ /− − ≡ ≡ ˜ ( , )F ρ τ ≤ ˜ ( , )F tρ , t1 < τ < t. (3.28) Dalee, otmetym, çto G1 ( s ) = s s g sN N qε0 1 1( ) ( )− −/[ ] , ε0 = N q q N ( )ν − +1 . Znaçyt, G s s 1 0 ( ) ε vozrastaet. ∏to oznaçaet, çto funkcyq s G s q q q 1 1 1( ) ( ) ( ) ( )− − −( ) /ν ν ν = = s G s sqN q q q q/ / /− − − −( )[ ]ε ν ν ν ν ε0 0 1 1 1 1( ) ( ) ( ) ( )( ) takΩe vozrastaet. Takym obrazom, yz (3.27) y (3.28) sleduet dy dτ ≤ −         / − −c E t G y E t Vq q q ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 1 1 1ν ν ντ ρ ≤ ≤ − ( )− − − −/ /c E t y G Vq q q q q( ) ( ) ( )( ) ( ) 1 1 1 1 10 0ν ν ε ν ν ε ντ ρ , (3.29) ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2 282 A. F. TEDEEV hde y ( τ ) = E ( τ ) – ˜ ( , )F tρ . Ytak, pry t1 = σ t, σ ∈ (0, 1), yntehryruq (3.29) ot σ t do t, poluçaem E ( t ) ≤ ≤ c E t tq q q q q q( ) ( ) ( ) ( ) ( )σ σδ ν ν ε ν ν ν ε ν− − − + − − − +/ /1 1 1 10 0 × × G V q q q 1 1 1 10( ) ( ) ( ) ρ ν ν ε ν− − − +( ) / + ˜ ( , )F tρ , (3.30) hde δ = ν ν ν q q N q 2 2 21+ −( ) < 1. Nakonec, yteryruq (3.30) po σ, ymeem E ( t ) ≤ ct G Vq q− − − − −/ /( )1 1 1 1 1 1( ) ( ) ( )ν ν ρ + c ˜ ( , )F tρ . Zameçaq teper\, çto G V1 1( )ρ −( ) ∼ V aq q q( ) ( )( ) ( )ρ ρ ρν ν/ /− − −1 1 1 y naxodq ρ yz uslovyq ρ ρλ λ λ λ λ( ) ( )( ) ( )( )t a tq m q m+ − + + −( ) + −/ ( )2 1 2 = t q m( )( )− + − /λ λ λ1 , pryxodym k trebuemomu utverΩdenyg. Teorema 2.3 dokazana. 1. Chipot M., Weissler F. B. Some blow-up results for a nonlinear parabolic equation with a gradient term // SIAM J. Math. Anal. – 1989. – 20. – P. 886 – 907. 2. Souplet Ph. Resent results and open problems on parabolic equations with gradient nonlinearities // J. Different. Equat. – 2001. – # 20. – P. 1 – 19. 3. Laurencot Ph., Souplet Ph. On the growth of mass for a viscous Hamilton – Jacobi equation. – 2002. – Preprint. 4. Ben-Arti M., Souplet Ph., Wessler F. B. The local theory for viscous Hamilton – Jacobi equations in Lebesgus spaces // J. Math. Pures and Appl. – 2002. – 81. – P. 343 – 378. 5. Souplet Ph. Gradient blow-up for multidimensional nonlinear parabolic equations with general boundary conditions. – 2002. – Preprint. 6. Benachour S., Laurencot Ph., Schmidt D., Souplet Ph. Extinction and non-extincion for viscous Hamilton – Jacobi equations in R N. – 2002. – Preprint. 7. Andreucci D., Tedeev A. F., Ughi M. The Cauchy problem for degenerate parabolic eqautions with source and damping // Ukr. Math. Bull. – 2004. – 1, # 1. – P. 1 – 23. 8. Tedeev A. F. Ocenky skorosty stabylyzacyy pry t → ∞ reßenyq vtoroj smeßannoj zadaçy dlq kvazylynejnoho parabolyçeskoho uravnenyq vtoroho porqdka // Dyfferenc. uravnenyq. – 1991. – 27, # 10. – S. 1795 – 1806. 9. Andreucci D., Tedeev A. F. A Fujita type result for degenerate Neumann problem in domains with noncompact boundary // J. Math. Anal. and Appl. – 1999. – 231. – P. 543 – 567. 10. Andreucci D., Tedeev A. F. Optimal bounds and blow-up phenomena for parabolic problems in narrowing domains // Proc. Poy. Soc. Edinburgh A. – 1998. – 128, # 6. – P. 1163 – 1180. 11. Andreucci D., Tedeev A. F. Sharp estimates and finite speed of propagation for a Neumann problem in domains narrowing at infinity // Adv. Different. Equat. – 2000. – 5. – P. 833 – 860. 12. Huwyn A. K. Ob ocenkax reßenyj kraev¥x zadaç dlq parabolyçeskoho uravnenyq vtoroho porqdka // Tr. Mat. yn-ta AN SSSR. – 1973. – 126. – S. 5 – 45. 13. Talenti G. Elliptic equations and rearrangements // Ann/ Scuola norm. super. Pisa. – 1976. – 4, #73. – P. 697 – 718. 14. Andreucci D., Cirmi G. R., Leonardi S., Tedeev A. F. Large time behavior of solutions to the Neumann problem for a quasilinear second order degenerate parabolic equations in domains with noncompact boundary // J. Different. Equat. – 2001. – 174. – P. 253 – 288. 15. Lad¥Ωenskaq O. A., Solonnykov V. A., Ural\ceva N. N. Lynejn¥e y kvazylynejn¥e uravne- nyq parabolyçeskoho typa. – M.: Nauka, 1967. – 736 s. Poluçeno 10.10.2005 ISSN 1027-3190. Ukr. mat. Ωurn., 2006, t. 58, # 2