Periodic solutions of nonlinear wave equations with non-monotone forcing terms
Berti, Massimiliano ; Biasco, Luca
Atti della Accademia Nazionale dei Lincei. Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali. Rendiconti Lincei. Matematica e Applicazioni, Tome 16 (2005), p. 117-124 / Harvested from Biblioteca Digitale Italiana di Matematica

Existence and regularity of periodic solutions of nonlinear, completely resonant, forced wave equations is proved for a large class of non-monotone forcing terms. Our approach is based on a variational Lyapunov-Schmidt reduction. The corresponding infinite dimensional bifurcation equation exhibits an intrinsic lack of compactness. This difficulty is overcome finding a-priori estimates for the constrained minimizers of the reduced action functional, through techniques inspired by regularity theory as in [10].

Presentiamo risultati di esistenza ed unicità di soluzioni periodiche per equazioni delle onde nonlineari, completamente risonanti e periodicamente forzate nel tempo, per un'ampia classe di termini forzanti non monotoni. Il nostro approccio si basa su una riduzione variazionale di tipo Lyapunov-Schmidt. La corrispondente equazione di biforcazione manca radicalmente di proprietà di compattezza. Questa difficoltà viene superata trovando opportune stime a-priori per i minimi vincolati del funzionale di azione ridotto, mediante tecniche ispirate alla teoria della regolarità di [10].

Publié le : 2005-06-01
@article{RLIN_2005_9_16_2_117_0,
     author = {Massimiliano Berti and Luca Biasco},
     title = {Periodic solutions of nonlinear wave equations with non-monotone forcing terms},
     journal = {Atti della Accademia Nazionale dei Lincei. Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali. Rendiconti Lincei. Matematica e Applicazioni},
     volume = {16},
     year = {2005},
     pages = {117-124},
     zbl = {1225.35147},
     mrnumber = {2225505},
     language = {en},
     url = {http://dml.mathdoc.fr/item/RLIN_2005_9_16_2_117_0}
}
Berti, Massimiliano; Biasco, Luca. Periodic solutions of nonlinear wave equations with non-monotone forcing terms. Atti della Accademia Nazionale dei Lincei. Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali. Rendiconti Lincei. Matematica e Applicazioni, Tome 16 (2005) pp. 117-124. http://gdmltest.u-ga.fr/item/RLIN_2005_9_16_2_117_0/

[1] Ambrosetti, A. - Malchiodi, A., Perturbation methods and semilinear elliptic problems on Rn. To appear. | MR 2186962 | Zbl 1115.35004

[2] Berti, M. - Biasco, L., Forced vibrations of wave equations with non-monotone nonlinearities. Preprint SISSA 2004. | MR 2245752 | Zbl 1103.35076

[3] Berti, M. - Bolle, P., Periodic solutions of nonlinear wave equations with general nonlinearities. Comm. Math. Phys., 243, n. 2, 2003, 315-328. | MR 2021909 | Zbl 1072.35015

[4] Berti, M. - Bolle, P., Multiplicity of periodic solutions of nonlinear wave equations. Nonlinear Anal., 56, 2004, 1011-1046. | MR 2038735 | Zbl 1064.35119

[5] Brézis, H. - Nirenberg, L., Forced vibrations for a nonlinear wave equation. Comm. Pure Appl. Math., 31, n. 1, 1978, 1-30. | MR 470377 | Zbl 0378.35040

[6] Coron, J.-M., Periodic solutions of a nonlinear wave equation without assumption of monotonicity. Math. Ann., 262, n. 2, 1983, 273-285. | MR 690201 | Zbl 0489.35061

[7] De Simon, L. - Torelli, H., Soluzioni periodiche di equazioni a derivate parziali di tipo iperbolico non lineari. Rend. Sem. Mat. Univ. Padova, 40, 1968, 380-401. | MR 228836 | Zbl 0198.13704

[8] Hofer, H., On the range of a wave operator with nonmonotone nonlinearity. Math. Nachr., 106, 1982, 327-340. | MR 675766 | Zbl 0505.35058

[9] Plotnikov, P.I. - Yungerman, L.N., Periodic solutions of a weakly nonlinear wave equation with an irrational relation of period to interval length. Translation in Differential Equations, 24 (1988), n. 9, 1989, 1059-1065. | MR 965608 | Zbl 0675.35058

[10] Rabinowitz, P., Periodic solutions of nonlinear hyperbolic partial differential equations. Comm. Pure Appl. Math., 20, 1967, 145-205. | MR 206507 | Zbl 0152.10003

[11] Rabinowitz, P., Time periodic solutions of nonlinear wave equations. Manuscripta Math., 5, 1971, 165-194. | MR 326179 | Zbl 0219.35062

[12] Willem, M., Density of the range of potential operators. Proc. Amer. Math. Soc., 83, n. 2, 1981, 341-344. | MR 624926 | Zbl 0478.49012