1. 引言
对于非线性奇摄动二阶方程的边值问题:
(1)
(2)
其中,
,为小参数。
是连续可微的函数。
V.F. Butuzov等在文献 [1] 中研究了具有指数衰减的边界层问题。在文献 [2] [3] 中,倪明康和Huai-Ping Zhu对具有幂率衰减边界层的问题进行了讨论。在文献 [4] [5] [6] 中,A.B. Vasil’eva也分别对退化方程具有单根和二重根时的问题进行了研究,得到了渐近解的表达式:
其中
正则项
;
左边界层项
;
右边界层项
。
本文将继续对退化方程具有三重根进行讨论,设
有如下形式
(3)
并提出假设:
(4)
(5)
2. 渐近解的构造
设问题(1),(2)具有下述的形式渐近解:
(6)
将(6)式代入(1)式,
(7)
(8)
故有表达式:
(9)
(10)
设正则项的渐近表达式为:
(11)
将(11)式代入(9)得:
(12)
比较上式两边的同次幂系数:
(13)
(14)
(15)
由上式可解出
(16)
(17)
(18)
时可用类似方法得出。
再设边界层的渐近表达式为
(19)
代入(10)得
(20)
由(2),(6),(11),(19)得
(21)
得出如下形式的
:
(22)
(23)
考虑到
为边界层函数,所以要求
(24)
比较(20)式两端同次幂系数,可得
函数满足的方程
(25)
得
(26)
当
时,
。且具有幂率衰减特性。
继续使用上述方法,可得到其余边界层函数,且用同样的方法可确定
。
3. 形式解的一致有效性
定理:若存在函数
使得问题
满足下列条件:
1)
;
2)
;
3)
。
则问题存在解
满足 [7]
令
构造
(27)
当
时,
。
对足够大的
,
。
则问题(1),(2)的渐近解
满足
亦即
(28)
特别地,对于首次近似有
(29)
致 谢
感谢审稿老师及编辑老师提出的宝贵意见。