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Biharmonic nonlinear scalar field equations

Mederski, Jarosław; Siemianowski, Jakub

Abstract:

We prove a Brezis-Kato-type regularity result for weak solutions to the biharmonic nonlinear
equation $$\Delta^2u=g(x,u)\qquad\text{ in }\mathbb{R}^N$$ with a Carathéodory function $g:\mathbb{R}^N\times\mathbb{R}\to\mathbb{R}$, $N\ge5$. The regularity results give rise to the existence of ground state solutions provided that g has a general subcritical growth at infinity. We also conceive a newbiharmonic logarithmic Sobolev inequality
$$\int_{\mathbb{R}^N}|u|^2\log|u|\,dx \le \frac{N}{8}\log\left(C\int_{\mathbb{R}^N}|\Delta u|^2\,dx\right), \quad\text{ for } u\in H^2(\mathbb{R}^N), \int_{\mathbb{R}^N}u^2\,dx=1,$$
for a constant $0<C<\left(\frac{2}{\pi e N}\right)^2$ and we characterize its minimizers.


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000135513
Veröffentlicht am 19.07.2021
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Analysis (IANA)
Sonderforschungsbereich 1173 (SFB 1173)
Publikationstyp Forschungsbericht/Preprint
Publikationsmonat/-jahr 07.2021
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2365-662X
KITopen-ID: 1000135513
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang 21 S.
Serie CRC 1173 Preprint ; 2021/32
Projektinformation SFB 1173/2 (DFG, DFG KOORD, SFB 1173/2 2019)
Externe Relationen Siehe auch
Schlagwörter nonlinear scalar field equation, Brezis-Kato reqularity, biharmonic logarithmic Sobolev inequality, critical point theory, Pohozaev manifold
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