实际上,求解 的原函数问题其实就是最简单形式的微分方程, 再对该微分方程中 求导数就转化成求解二阶微分方程的问题. 然而,到目前为止,只有少数一些简单的微分方程能够求得它们的解析解. 但是,即使我们找不到大多数微分方程的解析解,却还是能够确定它们的解的一些重要性质,比如说有界性,而有界性就是微分方程所要研究的一种重要性质. 现阶段,对于一些低阶微分方程有界性的探讨,又常常是和生活中的实际问题相联系的,这样也就具有一些重要的意义. 对于它的研究,无论在理论上还是在应用上,都有非常重要的意义.
1.2研究现状
关于Gronwall-Bellman型积分不等式的研究已经取得许多结果 . 文献
[1]引用Gronwall不等式证明了一阶微分方程解的存在唯一定理中的“唯一性”,并且给出了微分方程奇解的验证方法. 文献[2]指出一些文献在证明Gronwall不等式时所出现的疏误,并给出改正措施. 文献[4]通过构造辅助函数的方法,给出了Gronwall不等式的一个新证明,并利用其证明一阶微分方程解的唯一性. 文献[7]将经典的Gronwall不等式从有界闭区间推广到无穷区间上,用其推广的结果研究一阶非线性微分方程终值问题解的存在性.
关于二阶微分方程解的有界性也取得了不少研究结果 ,文献[8]建立了非线性方程
的零解稳定的充分条件和关于线性齐次方程
的所有解有界的充分条件. 文献[5]主要讨论了线性齐次方程
解的有界性问题. 但是,文中的主要结果有着明显的疏漏之处.
1.3本文主要工作
在查阅文献资料的过程中,源!自%优尔>文)论(文]网[www.youerw.com,发现了已有的结果证明有疏漏之处. 本文主要工作之一就是改正了已有结果的疏漏. 一方面,关于格朗瓦尔不等式的证明过程不严谨,给出了规范的证明, 并且给出了该不等式的简单应用.应用该不等式去证明一阶微分方程解的存在唯一性定理中的唯一性. 另一方面,借助于格朗瓦尔不等式,讨论了一类二阶变系数线性微分方程解的有界性及其简单推广,指出了已有文献中的疏漏之处.
2 格朗瓦尔不等式及其应用
2.1格朗瓦尔不等式
引理2.1 (Gronwall-Bellman型积分不等式)假设 是一个非负的常数, 、 分别是在区间 上的两个连续且非负函数,如果满足下列条件:
那么,有证法一:假设 ,那么,可以得到 . 不等式两边同时乘以 得到:
不等式两边同时乘以 ,可以得到:进一步可以化为:,
即,
不等式两边从 到 积分,可以得到:
,又因为 ,所以可以得到: ,
所以证毕.以上是关于Gronwall-Bellman型积分不等式的一种证明方法,下面给出另一种证明方法.