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

Existence of positive solutions for generalized fractional Brézis-Nirenberg problem
  • Strona domowa
  • /
  • Existence of positive solutions for generalized fractional Brézis-Nirenberg problem
  1. Strona domowa /
  2. Archiwum /
  3. Vol 64, No 2 (December 2024) /
  4. Articles

Existence of positive solutions for generalized fractional Brézis-Nirenberg problem

Autor

  • Rohit Kumar https://orcid.org/0009-0001-6494-6407
  • Abhishek Sarkar https://orcid.org/0000-0002-9097-7784

DOI:

https://doi.org/10.12775/TMNA.2024.014

Słowa kluczowe

Fractional Brézis-Nirenberg problem, critical Sobolev exponent, concentration compactness, principle of symmetric criticality, positive solutions

Abstrakt

In this article, we study the fractional Brézis-Nirenberg type problem on whole domain $\R^N$ associated with the fractional $p$-Laplace operator. To be precise, we want to study the following problem: \begin{equation} \label{Pr1} (-\Delta_{p})^{s}u - \lambda w |u|^{p-2}u= |u|^{p_{s}^{*}-2}u \quad \text{in } \mathcal{D}^{s,p}\big(\mathbb{R}^{N}\big) , \tag{P} \end{equation} where $s\in (0,1), p\in (1, {N}/{s})$, $p_{s}^{*}={Np}/({N-sp})$ and the operator $(-\Delta_{p})^{s}$ is the fractional $p$-Laplace operator. The space $\mathcal{D}^{s,p}\big(\mathbb{R}^{N}\big)$ is the completion of $C_c^\infty\big(\R^N\big)$ with respect to the Gagliardo semi-norm. In this article, we prove the existence of a positive solution to problem \eqref{Pr1} by allowing the Hardy weight function $w$ to change its sign.

Bibliografia

C.D. Aliprantis and K.C. Border, Infinite Dimensional Analysis, Springer, Berlin, third edition, 2006. A hitchhiker’s guide.

T.V. Anoop and U. Das, On the generalised Brézis–Nirenberg problem, NoDEA Nonlinear Differential Equations Appl. 30 (2023), no. 1, paper no. 4.

J.F. Bonder, N. Saintier and A. Silva, The concentration-compactness principle for fractional order Sobolev spaces in unbounded domains and applications to the generalized fractional Brézis–Nirenberg problem, NoDEA Nonlinear Differential Equations Appl. 25 (2018), no. 6, paper no. 52, 25 pp.

L. Brasco, D. Gómez-Castro and J. L. Vázquez, Characterisation of homogeneous fractional Sobolev spaces, Calc. Var. Partial Differential Equations 60 (2021), no. 2, paper no. 60, 40 pp.

L. Brasco, S. Mosconi and M. Squassina, Optimal decay of extremals for the fractional Sobolev inequality, Calc. Var. Partial Differential Equations 55 (2016), no. 2, art. 23, 32 pp.

L. Brasco and M. Squassina, Optimal solvability for a nonlocal problem at critical growth, J. Differential Equations 264 (2018), no. 3, 2242–2269.

H. Brézis and E. Lieb, A relation between pointwise convergence of functions and convergence of functionals, Proc. Amer. Math. Soc. 88 (1983), no. 3, 486–490.

W. Chen, C. Li and B. Ou, Classification of solutions for an integral equation, Comm. Pure Appl. Math. 59 (2006), no. 3, 330–343.

W. Chen, S. Mosconi and M. Squassina, Nonlocal problems with critical Hardy nonlinearity, J. Funct. Anal. 275 (2018), no. 11, 3065–3114.

J.B. Conway, A Course in Functional Analysis, Graduate Texts in Mathematics, vol. 96, Springer–Verlag, New York, second edition, 1990.

N. Cui and H.-R. Sun, Existence of solutions for critical fractional p-Laplacian equations with indefinite weights, Electron. J. Differential Equations (2021), paper no. 11, 17 pp.

U. Das, R. Kumar and A. Sarkar, Characterizations of compactness and weighted eigenvalue problem for fractional p-Laplacian in Rn (2023), DOI: 10.48550/arXiv.2309.09532. (submitted)

L.M. Del Pezzo and A. Quaas, A Hopf ’s lemma and a strong minimum principle for the fractional p-Laplacian, J. Differential Equations 263 (2017), no. 1, 765–778.

E. Di Nezza, G. Palatucci and E. Valdinoci, Hitchhiker’s guide to the fractional Sobolev spaces Bull. Sci. Math. 136 (2012), no. 5, 521–573.

S. Dipierro, L. Montoro, I. Peral and B. Sciunzi, Qualitative properties of positive solutions to nonlocal critical problems involving the Hardy–Leray potential, Calc. Var. Partial Differential Equations 55 (2016), no. 4, Art. 99, 29 pp.

H. Federer, Geometric measure theory. Die Grundlehren der mathematischen Wissenschaften, Band 153. Springer-Verlag New York Inc., New York, 1969.

G.B. Folland, Real Analysis: Modern Techniques and their Applications, vol. 40, John Wiley & Sons, 1999.

R.L. Frank and R. Seiringer, Non-linear ground state representations and sharp Hardy inequalities, J. Funct. Anal. 255 (2008), no. 12, 3407–3430.

V. Hernández-Santamarı́a and A. Saldaña, Existence and convergence of solutions to fractional pure critical exponent problems, Adv. Nonlinear Stud. 21 (2021), no. 4, 827–854.

J. Kobayashi and M. Ôtani, The principle of symmetric criticality for non-differentiable mappings, J. Funct. Anal. 214 (2004), no. 2, 428–449.

A. Kristály, C. Varga and V. Varga, A nonsmooth principle of symmetric criticality and variational-hemivariational inequalities, J. Math. Anal. Appl. 325 (2007), no. 2, 975–986.

N. Li and X.-m. He, Positive solutions for a class of fractional p-Laplacian equation with critical Sobolev exponent and decaying potentials, Acta Math. Appl. Sin. (Engl. Ser.) 38 (2022), no. 2, 463–483.

P.-L. Lions, The concentration-compactness principle in the calculus of variations. The limit case I and II, Rev. Mat. Iberoam. 1 (1985), no. 1, 45–121, 145–201.

S. Mosconi, K. Perera, M. Squassina and Y. Yang, The Brézis–Nirenberg problem for the fractional p-Laplacian, Calc. Var. Partial Differential Equations 55 (2016), no. 4, Art. 105, 25 pp.

R.S. Palais, The principle of symmetric criticality, Comm. Math. Phys. 69 (1979), no. 1, 19–30.

F. Rindler, Calculus of Variations, Universitext, Springer, Cham, 2018.

R. Servadei and E. Valdinoci, The Brézis–Nirenberg result for the fractional Laplacian, Trans. Amer. Math. Soc. 367 (2015), no1̇, 67–102.

C. Zhang, P. Ma and T. Zheng, Entire sign-changing solutions to the fractional pLaplacian equation involving critical nonlinearity, Nonlinear Anal. 235 (2023), paper no. 113346.

Pobrania

  • PREVIEW (English)
  • FULL TEXT (English)

Opublikowane

2024-09-21

Jak cytować

1.
KUMAR, Rohit & SARKAR, Abhishek. Existence of positive solutions for generalized fractional Brézis-Nirenberg problem. Topological Methods in Nonlinear Analysis [online]. 21 wrzesień 2024, T. 64, nr 2, s. 509–543. [udostępniono 18.10.2026]. DOI 10.12775/TMNA.2024.014.
  • PN-ISO 690 (Polski)
  • ACM
  • ACS
  • APA
  • ABNT
  • Chicago
  • Harvard
  • IEEE
  • MLA
  • Turabian
  • Vancouver
Pobierz cytowania
  • Endnote/Zotero/Mendeley (RIS)
  • BibTeX

Numer

Vol 64, No 2 (December 2024)

Dział

Articles

Licencja

Prawa autorskie (c) 2024 Rohit Kumar, Abhishek Sarkar

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

  • 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