Nguyên tắc so sánh cho các phương trình Hamilton-Jacobi loại Dirichlet và nhiễu loạn đặc biệt của các phương trình elliptic suy biến

Applied Mathematics & Optimization - Tập 21 - Trang 21-44 - 1990
G. Barles1, B. Perthame2
1CEREMADE, Université de Paris IX Dauphine, Paris Cedex 16, France
2CMA, Ecole Normale Supérieure, Paris Cedex 05, France

Tóm tắt

Dưới điều kiện không suy biến trên biên, chúng tôi chứng minh nguyên tắc so sánh cho các sub- và super-solution không liên tục của bài toán giá trị biên Dirichlet tổng quát đối với phương trình Hamilton-Jacobi bậc nhất \({H(x,u,Du) = 0 \text{ trong } \Omega }\) và các điều kiện biên \(Max(H(x,u,Du);u - \varphi ) \geqslant 0 \text{ trên } \partial \Omega\), \(Min(H(x,u,Du);u - \varphi ) \leqslant 0 \text{ trên } \partial \Omega\). Đối với các bài toán điều khiển tối ưu, chúng tôi diễn giải sự không suy biến này như một điều kiện trên các trường vector được điều khiển. Cuối cùng, chúng tôi sử dụng điều này để mở rộng các kết quả nhiễu loạn đặc biệt cổ điển đến các phương trình elliptic suy biến.

Từ khóa

#Hamilton-Jacobi #phương trình Dirichlet #nhiễu loạn đặc biệt #phương trình elliptic suy biến #điều khiển tối ưu

Tài liệu tham khảo

M. Bardi. An asymptotic formula for Green's function of an elliptic operator. Ann. Scuola Norm. Sup. Pisa (IV), Vol. 14, 1987, pp. 569–588. G. Barles and P. L. Lions. Remarks on existence and uniqueness results for first-order Hamilton-Jacobi equations. Proc. Coll. Franco-Espagnol. Pitman Research Notes in Mathematics Series, 155. J. I. Diaz and P. L. Lions (Editors). Longman, London, 1987. G. Barles and B. Perthame. Discontinuous solutions of deterministic optimal stopping-time problems. Vol. 21, No. 4, 1987, pp. 557–579. G. Barles and B. Perthame. Exit-time problems in optimal control and vanishing viscosity method. SIAM J. Control Optim., Vol. 26, No. 5, 1988, pp. 1133–1148. I. Capuzzo-Dolcetta and P. L. Lions. Hamilton-Jacobi equations and state-constraint problems. To appear. M. G. Crandall, L. C. Evans, and P. L. Lions. Some properties of viscosity solutions of Hamilton-Jacobi equations. Trans. Amer. Math. Soc., Vol. 282, 1984. M. G. Crandall, H. Ishii, and P. L. Lions. Uniqueness of viscosity solutions revisited. J. Math. Soc. Japan, Vol. 39, No. 4, 1987. M. G. Crandall and P. L. Lions. Viscosity solutions of Hamilton-Jacobi equations. Trans. Amer. Math. Soc., Vol. 277, 1983. L. C. Evans and H. Ishii. A PDE approach to some asymptotic problems concerning random differential equations with small noise intensities. Ann. Inst. H. Poincaré, Vol. 2, No. 1, pp. 1–20. L. C. Evans and M. James. Paper in preparation. W. H. Fleming. Logarithmic transform and stochastic control. In: Advance in Filtering and Stochastic Control (Ed. by Fleming and Gorostiza), Springer-Verlag, New-York, 1983. W. H. Fleming. A stochastic control approach to some large deviations problems. Proceedings of Rome Conference. Lecture Notes in Mathematics. Springer-Verlag, Berlin, 1984. W. H. Fleming and P. E. Souganidis. A PDE Approach to Asymptotic Estimates for Optimal Exit-Time Probabilities. Lecture Note in Control and Information Sciences. Springer-Verlag, Berlin. H. Ishii. Remarks on the existence of viscosity solutions of Hamilton-Jacobi equations. Bull. Fac. Sci. Engng. Chuo Univ., Vol. 26, 1983, pp. 5–24. H. Ishii. A simple, direct proof to uniqueness for solutions of Hamilton-Jacobi equations of eikonal type. To appear. H. Ishii. A boundary-value problem of the Dirichlet type for Hamilton-Jacobi equations. To appear. S. N. Kruzkov. Generalized solutions of Hamilton-Jacobi equations of eikonal type. Math. USSR-Sb., Vol. 27, 1975, pp. 406–446. P. L. Lions. Generalized solutions of Hamilton-Jacobi Equations. Pitman, London, 1982. P. L. Lions. Neumann type boundary conditions for Hamilton-Jacobi equations. Duke Math. J., Vol. 52, 1985, pp. 793–820. O. A. Oleinik. Alcuni risultati sulle Equazioni lineari e quasi lineari Ellitico-Paraboliche a derivate parziali del second ordine. Rend. Classe. Sci. Fis. Mat. Nat. Acad. Naz. Lincei (8), Vol. 40, pp. 775–784. B. Perthame. Singular perturbation of dynamical systems and weak viscosity limits in Hamilton-Jacobi equations. Trans. Amer. Math. Soc. To appear. B. Perthame and R. Sanders. The Neumann problem for nonlinear second-order singular perturbation problems. SIAM J. Math. Anal., 1988. A. Sayiah. Etude de quelques questions sur les équations de Hamilton-Jacobi-Bellman. Thèse de 3e cycle, Univ. Paris VI, 1984. M. H. Soner. Optimal control problems with state-space constraints. SIAM J. Control Optim., 1986. D. W. Strook and S. R. S. Varadhan. Multidimensional Diffusion Processes. Springer-Verlag, New York, 1979. H. J. Sussman. A general theorem on local contrability. SIAM J. Control Optim., Vol. 25, No. 1, 1987, pp. 158–194.