Przejdź do sekcji głównej Przejdź do głównego menu Przejdź do stopki
  • Zaloguj
  • Język
    • English
    • Język Polski
  • Menu
  • Strona domowa
  • Aktualny numer
  • Online First
  • Archiwum
  • O czasopiśmie
    • O czasopiśmie
    • Przesyłanie tekstów
    • Zespół redakcyjny
    • Polityka prywatności
    • Kontakt
  • Zaloguj
  • Język:
  • English
  • Język Polski

Topological Methods in Nonlinear Analysis

The Nehari manifold for indefinite Kirchhoff problem with Caffarelli-Kohn-Nirenberg type critical growth
  • Strona domowa
  • /
  • The Nehari manifold for indefinite Kirchhoff problem with Caffarelli-Kohn-Nirenberg type critical growth
  1. Strona domowa /
  2. Archiwum /
  3. Vol 58, No 1 (September 2021) /
  4. Articles

The Nehari manifold for indefinite Kirchhoff problem with Caffarelli-Kohn-Nirenberg type critical growth

Autor

  • David G. Costa https://orcid.org/0000-0002-1564-4867
  • João Marcos do Ó https://orcid.org/0000-0001-7039-4365
  • Pawan K. Mishra https://orcid.org/0000-0002-2051-8574

DOI:

https://doi.org/10.12775/TMNA.2020.064

Słowa kluczowe

Caffarelli-Kohn-Nirenberg, critical growth, Kirchhoff, Nehari manifold

Abstrakt

In this paper we study the following class of nonlocal problem involving Caffarelli-Kohn-Nirenberg type critical growth $$ L(u)-\lambda h(x)|x|^{-2(1+a)}u=\mu f(x)|u|^{q-2}u+|x|^{-pb}|u|^{p-2}u\quad \text{in } \mathbb R^N, $$% where $h(x)\geq 0$, $f(x)$ is a continuous function which may change sign, $\lambda, \mu$ are positive real parameters and $1< q< 2< 4< p=2N/[N+2(b-a)-2]$, $0\leq a< b< a+1< N/2$, $N\geq 3$. Here $$ L(u)=-M\left(\int_{\mathbb R^N} |x|^{-2a}|\nabla u|^2dx\right)\mathrm {div} \big(|x|^{-2a}\nabla u\big) $$ and the function $M\colon \mathbb R^+_0\to\mathbb R^+_0$ is exactly the Kirchhoff model, given by $M(t)=\alpha+\beta t$, $\alpha, \beta> 0$. The above problem has a double lack of compactness, firstly because of the non-compactness of Caffarelli-Kohn-Nirenberg embedding and secondly due to the non-compactness of the inclusion map $$u\mapsto \int_{\mathbb R^N}h(x)|x|^{-2(a+1)}|u|^2dx,$$ as the domain of the problem in consideration is unbounded. Deriving these crucial compactness results combined with constrained minimization argument based on Nehari manifold technique, we prove the existence of at least two positive solutions for suitable choices of parameters $\lambda$ and $\mu$.

Bibliografia

C.O. Alves, F.J.S.A. Corrêa and T.F. Ma, Positive solutions for a quasilinear elliptic equation of Kirchhoff type, Comput. Math. Appl. 49 (2005), 85–93.

A. Arosio, Averaged evolution equations. The Kirchhoff string and its treatment in scales of Banach spaces, Functional Analytic Methods in Complex Analysis and Applications to Partial Differential Equations, World Sci. Publ., River Edge, NJ, Trieste, 1995, pp. 220–254.

A. Arosio and S. Panizzi, On the well-posedness of Kirchhoff string, Trans. Amer. Math. Soc. 348 (1996), 305–330.

B. Barrios, E. Colorado, A. de Pablo and U. Sánchez, On some critical problems for the fractional Laplacian operator, J. Differential Equations 251 (2012), 6133–6162.

V. Bouchez and M. Willem, Extremal functions for the Caffarelli–Kohn–Nirenberg inequalities: a simple proof of the symmetry, J. Math. Anal. Appl. 352 (2009), 293–300.

H. Brezis and L. Nireneberg, Positive solutions of nonlinear elliptic equations involving critical Sobolev exponents, Comm. Pure. Appl. Math. 36 (1983), 437–477.

L. Caffarelli, R. Kohn and L. Nirenberg, First order interpolation inequalities with weights, Compositio Math. 53 (1984), 259–275.

F. Catrina and Z.-Q Wang, On the Caffarelli–Kohn–Nirenberg inequalities: sharp constants, existence (and nonexistence), and symmetry of extremal functions, Comm. Pure Appl. Math. 54 (2001), 0229–0258.

J. Chabrowski and D.G. Costa, On existence of positive solutions for a class of Caffarelli–Kohn–Nirenberg type equations, Colloq. Math. 120 (2010), 43–62.

C. Chen, L. Chen and Z. Xiu, Existence of nontrivial solutions for singular quasilinear elliptic equations on RN , Comput. Math. Appl. 65 (2013), 1909–1919.

K.S. Chou and C.W. Chu, On the best constant for a weighted Sobolev–Hardy inequality, J. London Math. Soc. 48 (1993), 137–151.

G.M. Figueiredo, Existence of a positive solution for a Kirchhoff problem type with critical growth via truncation argument, J. Math. Anal. Appl. 401 (2013), 706–713.

G.M. Figueiredo, M.B. Guimarães and R. da S. Rodrigues, Solutions for a Kirchhoff equation with weight and nonlinearity with subcritical and critical Caffarelli–Kohn–Nirenberg growth, Proc. Edinb. Math. Soc. 59 (2016), 925–944.

M.B. Guimarães and R. da S. Rodrigues, Existence of solutions for Kirchhoff equations involving p-linear and p-superlinear therms and with critical growth, Electronic J. Differential Equations 113-14 (2016), 1–14.

L. Haidong and L. Zhao, Nontrivial solutions for a class of critical elliptic equations of Caffarelli–Kohn–Nirenberg type, J. Math. Anal. Appl. 404 (2013), 317–325.

G. Kirchhoff, Mechanik, Teubner, Leipzig, 1883.

G. Li and S. Peng, Remarks on elliptic problems involving the Caffarelli–Kohn–Nirenberg inequalities, Proc. Amer. Math. Soc. 136 (2008), 1221–1228.

P.-L. Lions, The concentration-compactness principle in the calculus of variations. The limit case II, Rev. Mat. Iberoamericana 1 (1985), 45–121.

J.-L. Lions, On some equations in boundary value problems of mathematical physics, North-Holland Math. Stud., Vol. 30, North-Holland, Amsterdam, 1978, pp. 284–346.

D. Naimen, The critical problem of Kirchhoff type elliptic equations in dimension four, J. Differential Equations 257 (2014), 1168–1193.

G. Tarantello, On nonhomogeneous elliptic equations involving critical Sobolev exponent, Ann. Inst. H. Poincaré Non Linear Anal. 9 (1992), 281–304.

Z. Xiu and C. Chen, Existence of multiple solutions for singular elliptic problems with nonlinear boundary conditions, J. Math. Anal. Appl. 410 (2014), 625–641.

S. Zhu, C. Chen and H. Yao, Existence of multiple solutions for a singular quasilinear elliptic equation in RN , Comput. Math. Appl. 62 (2011), 4525–4534.

Pobrania

  • PREVIEW (English)
  • FULL TEXT (English)

Opublikowane

2021-09-12

Jak cytować

1.
COSTA, David G., DO Ó, João Marcos & MISHRA, Pawan K. The Nehari manifold for indefinite Kirchhoff problem with Caffarelli-Kohn-Nirenberg type critical growth. Topological Methods in Nonlinear Analysis [online]. 12 wrzesień 2021, T. 58, nr 1, s. 105–134. [udostępniono 8.7.2025]. DOI 10.12775/TMNA.2020.064.
  • PN-ISO 690 (Polski)
  • ACM
  • ACS
  • APA
  • ABNT
  • Chicago
  • Harvard
  • IEEE
  • MLA
  • Turabian
  • Vancouver
Pobierz cytowania
  • Endnote/Zotero/Mendeley (RIS)
  • BibTeX

Numer

Vol 58, No 1 (September 2021)

Dział

Articles

Licencja

Prawa autorskie (c) 2021 Topological Methods in Nonlinear Analysis

Creative Commons License

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Bez utworów zależnych 4.0 Międzynarodowe.

Statystyki

Liczba wyświetleń i pobrań: 0
Liczba cytowań: 0

Wyszukiwanie

Wyszukiwanie

Przeglądaj

  • Indeks autorów
  • Lista archiwalnych numerów

Użytkownik

Użytkownik

Aktualny numer

  • Logo Atom
  • Logo RSS2
  • Logo RSS1

Newsletter

Zapisz się Wypisz się
W górę

Akademicka Platforma Czasopism

Najlepsze czasopisma naukowe i akademickie w jednym miejscu

apcz.umk.pl

Partnerzy platformy czasopism

  • Akademia Ignatianum w Krakowie
  • Akademickie Towarzystwo Andragogiczne
  • Fundacja Copernicus na rzecz Rozwoju Badań Naukowych
  • Instytut Historii im. Tadeusza Manteuffla Polskiej Akademii Nauk
  • Instytut Kultur Śródziemnomorskich i Orientalnych PAN
  • Instytut Tomistyczny
  • Karmelitański Instytut Duchowości w Krakowie
  • Ministerstwo Kultury i Dziedzictwa Narodowego
  • Państwowa Akademia Nauk Stosowanych w Krośnie
  • Państwowa Akademia Nauk Stosowanych we Włocławku
  • Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Pigonia w Krośnie
  • Polska Fundacja Przemysłu Kosmicznego
  • Polskie Towarzystwo Ekonomiczne
  • Polskie Towarzystwo Ludoznawcze
  • Towarzystwo Miłośników Torunia
  • Towarzystwo Naukowe w Toruniu
  • Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
  • Uniwersytet Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie
  • Uniwersytet Mikołaja Kopernika
  • Uniwersytet w Białymstoku
  • Uniwersytet Warszawski
  • Wojewódzka Biblioteka Publiczna - Książnica Kopernikańska
  • Wyższe Seminarium Duchowne w Pelplinie / Wydawnictwo Diecezjalne „Bernardinum" w Pelplinie

© 2021- Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Deklaracja dostępności Sklep wydawnictwa