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Fractional differential equations: a novel study of local and global solutions in Banach spaces

by Paulo Mendes de Carvalho Neto




Institution: Universidade de São Paulo
Department:
Year: 2013
Keywords: Análise funcional; Equações diferenciais fracionárias; Equações diferenciais parciais; Fractional differential equations; Funções de Mittag-Leffler; Functional analysis; Mittag-Leffler functions; Partial differential equations
Record ID: 1077532
Full text PDF: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55135/tde-06062013-145531/


Abstract

Motivated by the huge success of the applications of the abstract fractional equations in many areas of science and engineering, and by the unsolved question in this theory, in this work we study several matters related to abstract fractional Cauchy problems of order \ alpha\ \ it belongs\ (0, 1). We search to answer some questions that were open: for instance, we analyze the existence of local mild solutions for the problem, and its possible continuation to a maximal interval of existence. The case of critical nonlinearities and corresponding regular mild solutions is also studied. Finally, by establishing some general comparison results, we apply them to conclude the global well-posedness of a fractional partial differential equation coming from heat conduction theory Motivados pelo êxito das aplicações nas equações abstratas em muitas áreas da ciência e da engenharia, e pelas perguntas ainda abertas, neste trabalho estudamos questões relativas aos problemas fracionários abstratos de Cauchy de ordem \ alpha\ \ pertence a\ (0, 1). Buscamos responder algumas perguntas: por exemplo, analisamos a existência de soluções locais fracas do problema e sua possível continuação em um intervalo maximal de existência. O caso da não-linearidade crítica e sua correspondente solução regular fraca também é abordado. Por último, mediante o estabelecimento de alguns resultados gerais de comparação, chegamos a conclusão de que as soluções de uma equação diferencial parcial fracionária, proveniente da teoria de condução de calor, existe globalmente