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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA - CAMPUS JOÃO PESSOA
MATEMÁTICA (24001015035P6)
Existence and Concentration of Positive Harmonic Functions with Nonlinear Boundary Condition in Expanding Domains
LEANDRO FAVACHO DA COSTA
TESE
04/04/2025

A presente tese investiga a existência de uma função harmônica positiva definida em um domínio limitado do espaço euclidiano real n-dimensional, dependendo de um parâmetro positivo, sujeita a uma condição de fronteira não-linear. No caso em que o parâmetro tende a zero, ou seja, quando o domínio inicialmente considerado se expande, demonstra-se no capítulo 2 a ocorrência do que na literatura é conhecido como fenômeno de concentração. Mais precisamente, estabelece-se a existência de uma solução positiva, não-constante e de energia mínima, a qual, à medida em que o parâmetro tende a zero, concentra-se em torno de um ponto da fronteira do domínio original. Este ponto corresponde àquele em que a curvatura média da fronteira atinge seu valor máximo. Para a condução da análise desenvolvida no Capítulo 2, é essencial investigar previamente a existência de uma solução positiva e de energia mínima para o problema limite associado. O Capítulo 1 é dedicado a esse estudo, abordando o problema da existência e inexistência de uma função harmônica no semiespaço superior, sujeita a uma condição de contorno não linear e indefinida. A existência de tal solução do é estabelecida, sendo esta radialmente simétrica e exibindo decaimento exponencial nas primeiras n−1 variáveis. Além disso, o Capítulo 1 contempla uma análise da existência e inexistência de soluções fracas em casos alternativos que não estão diretamente relacionados ao problema central discutido no Capítulo 2. Em um dessescasos, métodos variacionais de minimização de funcionais semi-contínuos são empregados para estabelecer a existência de uma solução fraca não trivial. Também, é apresentado um teorema que estuda a inexistência de soluções sob determinadas condições. No caso em que o parâmetro tende ao infinito, prova-se que a única solução positiva para o problema principal é a solução constante.

Solução de energia mínima;Decaimento exponential;Problema de concentração;Não existência de soluções
This thesis investigates the existence of a positive harmonic function defined in a bounded domain of the real n-dimensional Euclidean space, depending on a positive parameter and subject to a nonlinear boundary condition. In the regime where the parameter tends to zero—that is, when the initially considered domain expands—it is shown in Chapter 2 that the phenomenon known in the literature as concentration occurs. More precisely, the existence of a positive, nonconstant, least energy solution is established. As the parameter approaches zero, this solution concentrates around a point on the boundary of the original domain. This point corresponds to the location where the mean curvature of the boundary attains its maximum. To conduct the analysis developed in Chapter 2, it is essential to first investigate the existence of a positive, least energy solution for the associated limit problem. Chapter 1 is devoted to this purpose, addressing the existence and nonexistence of harmonic functions in the upper half-space, subject to an indefinite nonlinear boundary condition. The existence of such a solution is established; it is radially symmetric and exhibits exponential decay in the first n − 1 variables. Moreover, Chapter 1 includes an analysis of the existence and nonexistence of weak solutions in alternative cases that are not directly related to the central problem discussed in Chapter 2. In one such case, variational minimization methods for lower semicontinuous functionals are employed to demonstrate the existence of a nontrivial weak solution. A theorem is also presented which establishes the nonexistence of solutions under specific structural conditions. In the regime where the parameter tends to infinity, it is proved that the only positive solution to the main problem is the constant one.
Least energy solution;Exponential decay;Concentration phenomenon;Nonexistence of solutions
101
INGLES
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA - CAMPUS JOÃO PESSOA
O trabalho possui divulgação autorizada
Tese - Leandro Favacho da Costa (Defendida em 04.04).pdf.pdf

Contexto

ANÁLISE
EQUAÇÕES DIFERENCIAIS PARCIAIS ELÍPTICAS
Elliptic and parabolic PDEs arising in Physics and Technology

Banca Examinadora

JOAO MARCOS BEZERRA DO O
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
JOAO MARCOS BEZERRA DO O Docente - PERMANENTE
EDCARLOS DOMINGOS DA SILVA Participante Externo
EVERALDO SOUTO DE MEDEIROS Docente - PERMANENTE
GIOVANY DE JESUS MALCHER FIGUEIREDO Participante Externo
UBERLANDIO BATISTA SEVERO Docente - PERMANENTE
JONISON LUCAS DOS SANTOS CARVALHO Egresso - Doutorado

Vínculo

Servidor Público
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim
Plataforma Sucupira
Capes UFRN RNP
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