О критических показателях для слабых решений задачи Коши для одного нелинейного уравнения составного типа

В работе рассматривается задача Коши для некоторого модельного уравнения в частных производных третьего порядка и со степенной нелинейностью вида $|u|^q$, где $u=u(x,t)$ при $x\in\mathbb{R}^3$ и $t\ge 0$. Для линейной части нелинейного уравнения построено фундаментальное решение, с помощью которого сначала в ограниченной области, а затем в неограниченных областях построены формулы, аналогичные третьим формулам Грина для эллиптических операторов. Далее для классических решений рассматриваемой задачи Коши получено интегральное уравнение. Рассматривая отдельно это интегральное уравнение, доказано, что оно имеет единственное непродолжаемое во времени решение в весовых пространствах ограниченных и непрерывных функций. Доказано, что каждое решение этого интегрального уравнения является локальным во времени слабым решением рассматриваемой задачи Коши при условии $q>3$, а при $q\in(1,3]$ методом нелинейной емкости С. И. Похожаева доказано, что локальных во времени слабых решений задачи Коши в широком классе начальных функций нет. При $q\in(3,4]$ тем же методом нелинейной емкости доказано, что глобальных во времени слабых решений рассматриваемой задачи Коши в достаточно широком классе начальных функций тоже нет.Библиография: 18 наименований.

We consider the Cauchy problem for a model partial differential equation of third order with non-linearity of the form $|u|^q$, where $u=u(x,t)$ for $x\in\mathbb{R}^3$ and $t\ge 0$. We construct a fundamental solution for the linear part of the equation and use it to obtain analogues of Green's third formula for elliptic operators, first in a bounded domain and then in unbounded domains. We derive an integral equation for classical solutions of the Cauchy problem. A separate study of this equation yields that it has a unique inextensible-in-time solution in weighted spaces of bounded and continuous functions. We prove that every solution of the integral equation is a local-in-time weak solution of the Cauchy problem provided that $q>3$. When $q\in(1,3]$, we use Pokhozhaev's non-linear capacity method to show that the Cauchy problem has no local-in-time weak solutions for a large class of initial functions. When $q\in(3,4]$, this method enables us to prove that the Cauchy problem has no global-in-time weak solutions for a large class of initial functions.