Combined effects of asymptotically linear and singular nonlinearities in bifurcation problems of Lane–Emden–Fowler type

We are concerned with the generalized Lane–Emden–Fowler equation − Δ u = λ f ( u ) + a ( x ) g ( u ) in Ω, subject to the Dirichlet boundary condition u | ∂ Ω = 0 , where Ω is a smooth bounded domain in R N , λ ∈ R , a is a nonnegative Hölder function, and f is positive and nondecreasing such that t...

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Published inJournal de mathématiques pures et appliquées Vol. 84; no. 4; pp. 493 - 508
Main Authors Cîrstea, Florica, Ghergu, Marius, Rădulescu, Vicenţiu
Format Journal Article
LanguageEnglish
Published Paris Elsevier SAS 01.04.2005
Elsevier
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Summary:We are concerned with the generalized Lane–Emden–Fowler equation − Δ u = λ f ( u ) + a ( x ) g ( u ) in Ω, subject to the Dirichlet boundary condition u | ∂ Ω = 0 , where Ω is a smooth bounded domain in R N , λ ∈ R , a is a nonnegative Hölder function, and f is positive and nondecreasing such that the mapping f ( s ) / s is nonincreasing in ( 0 , ∞ ) . Here, the singular character of the problem is given by the nonlinearity g which is assumed to be unbounded around the origin. We distinguish two different cases which are related to the sublinear (respectively linear) growth of f at infinity. On étudie l'équation de Lane–Emden–Fowler généralisée − Δ u = λ f ( u ) + a ( x ) g ( u ) dans Ω avec une condition de Dirichlet u | ∂ Ω = 0 , où Ω ⊂ R N est un domaine borné régulier, λ ∈ R , a est une fonction de Hölder non-négative et f est positive et croissante telle que l'application f ( s ) / s soit décroissante sur ( 0 , ∞ ) . Le caractère singulier de ce problème est donné par la nonlinéarité g, qui est non bornée autour de l'origine. Sous des hypothèses différentes concernant f et g, on discute l'existence et l'unicité d'une solution classique positive. On distingue deux cas différents, correspondant aux situations où f a une croissance sous-linéaire ou linéaire à l'infini.
ISSN:0021-7824
DOI:10.1016/j.matpur.2004.09.005