分数阶微分方程边值问题的正解

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如今,分数阶微分理论越来越多地被用来描述材料、光学系统、力学系统、信号处理和系统辨识、控制和机器人及其他应用领域中的问题.随着分数阶微分理论对人类的生活和工作产生越来越重要的影响,对分数阶微分方程的理论和应用的研究显得尤为迫切.本文主要研究了一类非线性分数阶微分方程边值问题和一类带有q运算的非线性分数阶微分方程边值问题.本文第一部分主要研究如下非线性分数阶微分方程边值问题Doα+u(t)+f(t,u(t))=0,t∈[0,T],n<α≦n+1, u(0)=u’(0)=u"(0)=…=u(n-1)(0)=u(n-1)(T)=0,其中D0+α是Rieman-Liouuille分数阶导数,n是一个自然数,T是正整数.在现有的工作中,上述边值问题中的t只要求在区间[0,1]上,且α要求在区间[1,2]或(2,3]或(3,4]等有限区间上,这远远不能满足实际需要,鉴于此,本节利用下解、上解方法和Schauder不动点定理将时间区间拓展到[0,T]上,且将阶数拓展到(n,n+1]上并由此得到上述分数阶微分方程边值问题的正解的存在性.本文第二部分先通过介绍q运算的基本知识,然后研究如下带有q运算的非线性分数阶微分方程边值问题Dqau(t)+f(t,u(t))=0,t∈[0,1],2<a≦3, u(0)=(Dqu)(0)=u(1)=0,其中Dqu表示函数u的q导数.首先研究了相应的格林函数性质,然后利用不动点定理得到了上述边值问题的解的存在性.
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