椭圆型Monge-Ampère方程已得到广泛研究, 具体可见文献[3-5].在文献[5]中, 作者考虑Monge-Ampère型方程半线性Neumann边值问题, 通过证明二阶导数的先验估计得到该类方程Neumann边值问题经典解的存在性, 唯一性以及正则性.关于完全非线性方程Neumann边值问题也有一些研究成果, 如参考文献[9].抛物型Monge-Ampère型方程是一类典型的完全非线性抛物方程, 它在最优控制理论等方面的研究中具有重要的应用, 许多学者对此类方程进行了深入研究[1, 2, 7, 8, 10-12].本文考虑抛物型Monge-Ampère型方程的Cauchy-Neumann问题, 形如
其中$\Omega$是$\mathbb{R}^{n}$中的$A$-凸区域, $n\geq 2$, $\partial\Omega\in C^{4}$, $Du$为梯度向量, $D^{2}u$为$u$的Hessian矩阵, $A\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$是$n\times n$的对称矩阵值函数, $B\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$是正的向量值函数, $\varphi\in C^{2, 1}(\partial\Omega\times\mathbb{R})$是向量值函数, $u_{0}\in C^{2}(\bar{\Omega})$, $\nu$是$\partial\Omega$上的单位内法向量.一般用$x, z, p$分别表示$\Omega, \mathbb{R}, \mathbb{R}^{n}$中的元素.
进一步地, 当$D^{2}u-A(x, u, Du)$正定时, 称$u$是椭圆解.为了得到问题(1.1)-(1.3)椭圆解的先验估计, 要求$A, B, \varphi, u_0$满足适当的光滑性条件和结构性条件:若函数$A$满足
则称$A$是正则(严格正则)的, 其中$(x, z, p)\in\Omega\times\mathbb{R}\times \mathbb{R}^{n}, \xi, \eta \in \mathbb{R}^{n}, \xi\perp\eta, A_{ij, kl}=D^{2}_{p_{k}p_{l}}A_{ij}$.若函数$A$满足
称$A$对$z$是非减(严格递增)的.同样地, 若函数$B$和$\varphi$满足
则称$B$和$\varphi$对$z$是非减(严格递增)的, $u_{0}$满足相容性条件
另外, 区域$\Omega$满足$A$ -凸条件, 即存在函数$\phi\in C^2(\overline{\Omega})$使得在$\partial\Omega$上$\phi=0$, $D\phi\neq 0$, 在$\Omega$内$\phi< 0$, 且满足不等式
其中$I$为单位矩阵, $\delta_1$为正常数.为了获得问题(1.1)-(1.3)解的$C^2$估计, 还需要假设问题(1.1)-(1.3)的有界上解$\bar{u}$存在且满足
下面给出本文的主要结论.
定理1.1 设$u\in C^{4, 2}(\bar{\Omega}\times[0, T])$为抛物型Monge-Ampère型方程的Cauchy-Neumann问题(1.1)-(1.3)的椭圆解, $\Omega\in C^{4}$是$\mathbb{R}^{n}$中$A$ -凸区域, $A\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$满足(1.4)-(1.5)式, $0< B\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$满足$(1.6)$式, $\varphi\in C^{2, 1}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R})$满足$(1.7)$式, $u_{0}\in C^{4}(\bar{\Omega})$满足$(1.8)$式.假设问题(1.1)-(1.3)的有界上解$\bar{u}\in C^{2, 1}(\bar{\Omega}\times[0, T])$存在且满足(1.10)-(1.12)式, 则有
其中$C$是依赖于$n, A, B, \varphi, u_{0}, \bar{u}, |u|_{1, \Omega}, \delta_1$的常数.
注 定理1.1中假设(1.1)-(1.3)式的上解有界, 因为定理1.1得到(000)式中二阶导数被$C$控制, 而$C$是依赖于$\bar{u}$的常数, 故如果不假设上解有界, 则不能得到解的二阶梯度估计.
为了保证$t=0$处的光滑性, 需要假设$u_{0}$满足相容性条件
其中$m\geq 0$, $u, u_{i}, \cdots$关于时间的导数可以由$(1.1)$和$(1.3)$式得到.
在梯度估计的证明中, 还需要$A$的结构性条件
其中$p\in \mathbb{R}^{n}$, $\mu_0$为正常数.
基于前面的先验估计, 结合连续性方法以及抛物方程的一般理论, 可以得到问题(1.1)-(1.3)光滑解的存在性和正则性如下.
定理1.2 设$\Omega$是$\mathbb{R}^{n}$中有界光滑的$A$ -凸区域, $n\geq 2$, $A\in C^{\infty}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$且满足(1.4), (1.5)和(As)式, $0< B\in C^{\infty}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$满足$(1.6)$式, $\varphi\in C^{\infty}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R})$满足$(1.7)$式, $u_{0}\in C^{\infty}(\bar{\Omega})$满足相容性条件$(1.8)$和(Am)式.假设问题(1.1)-(1.3)的光滑有界上解$\bar{u}\in C^{\infty}(\bar{\Omega}\times[0, T])$存在且满足(1.10)-(1.12)式, 则对任意的$t\geq 0$, 问题(1.1)-(1.3)存在光滑解.另外, 当$t\rightarrow\infty$时, $u$光滑地收敛到光滑函数$u^{\infty}$, 其中$u^{\infty}$满足Neumann边值问题
这一节, 先介绍与证明相关的一些基本概念和基本引理, 然后给出解的$C^0$和$C^1$估计.定义算子$\mathcal{L}_{t}=-\frac{\partial}{\partial t}+F^{ij}(D_{ij}-D_{p_{l}}A_{ij}D_{l})-D_{p_{l}}BD_{l}, $记$D_{i}=\frac{\partial }{\partial x_{i}}, $ $D_{ij}=\frac{\partial^{2}}{\partial x_{i}\partial x_{j}}, $ $w_{ij}=u_{ij}-A_{ij}(x, u, Du), $ $w_{\xi\xi}=w_{ij}\xi_{i}\xi_{j}, $ $F^{ij}=\frac{\partial{\det}^{\frac {1}{n}}w_{ij}}{\partial w_{ij}}=\frac{1}{n}({\det}^{\frac{1}{n}}w_{ij})w^{ij}, $其中$\{w^{ij}\}$是$\{w_{ij}\}$的逆矩阵.
引理2.1 设$u, v \in C^{2, 1}(\bar{\Omega}\times[0, T])$, 且$u, v$是椭圆解, $A\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$是$n\times n$对称矩阵值函数满足$(1.5)$式, $B\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$是向量值函数满足$(1.6)$式, 假设$u, v$满足如下条件
(1) 在$\Omega\times[0, T)$上,
(2) 在$\partial\Omega\times[0, T]$上, 如果$u>v$, 那么${u_{\nu}>v_{\nu}}$;
(3) 在$\bar{\Omega}\times\{t=0\}$上, $u\leq v$,
则在$\bar{\Omega}\times[0, T]$内, $u\leq v$.
证 令$w=D^{2}u-A(x, u, Du), \tilde{w}=D^{2}v-A(x, v, Dv)$, 考虑
其中$h\in[0, 1]$, $\bar{z}=\vartheta u+(1-\vartheta)v$, $\bar{p}=\vartheta Du+(1-\vartheta)Dv$, $\vartheta \in[0, 1]$,
由$u(x, t), v(x, t)$是椭圆解可知$(a_{ij})$是正定矩阵, 又由$(1.5), (1.6)$式可得$a_{ij}D_{z}A_{ij}(x, \bar{z}, \bar{p})+b \geq0.$由条件(1), 可以得到
由抛物方程的极值原理得
这里$(u-v)^{+}=\max\{u-v, 0\}$.
接下来, 假设$u-v$在$\partial\Omega\times[0, T]$上取得正极大值, 则$u-v> 0$, 且$D_{\nu}(u-v)\leq 0$, 这与条件(2)矛盾, 故$u-v$不能在$\partial\Omega\times[0, T]$上取得正极大值.再根据条件(3), 故有$u\leq v$在$\bar{\Omega}\times[0, T]$上恒成立.
为了证明问题(1.1)-(1.3)解的先验估计, 给出以下引理.
引理2.2 设$\Omega$是$\mathbb{R}^{n}$中的$A$ -凸区域, $u\in C^{3, 2}(\bar{\Omega}\times[0, T])$为问题(1.1)-(1.3)的椭圆解, $A\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$满足$(1.5)$式, $B\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$满足$(1.6)$式, $\varphi\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R})$满足$(1.7)$式.如果$0\not\equiv\frac{\partial u}{\partial t}\geq 0$对$t=0$成立, 则对任意的$ t > 0$, 有$\frac{\partial u}{\partial t}>0$恒成立.
证 对$(1.1)$式关于$t$求导可得
由椭圆解知$F^{ij}$为正定矩阵, 由$(1.5), (1.6)$式得$D_{z}A_{ij}\geq 0, D_{z}B\geq 0$, 从而可以得到$F^{ij}D_{z}A_{ij}+D_{z}B\geq 0$, 则由抛物方程的极值原理得
其中$(\frac{\partial u}{\partial t})^{-}= \min \{\frac{\partial u}{\partial t}, 0\}$.
假设$\frac{\partial u}{\partial t}$在$\partial\Omega\times[0, T]$上取得负极小值, 则$\frac{\partial u}{\partial t} <0$, 又有
这与$(\frac{\partial u}{\partial t})_{\nu}> 0$矛盾.
根据相容性条件(cc)知在$\bar{\Omega}\times\{t=0\}$上, $\frac{\partial u}{\partial t}\geq 0$.由上面的计算得
若存在点$(x_{0}, t_{0})\in\Omega\times(0, T)$使得$\frac{\partial u}{\partial t}=0$, 则由抛物方程的强极值原理得$\frac{\partial u}{\partial t}\equiv 0$, 这与$t=0$时$\frac{\partial u}{\partial t}\not\equiv 0$矛盾; 若存在点$(x_{0}, t_{0})\in\partial\Omega\times(0, T)$使得$\frac{\partial u}{\partial t}=0$, 则$(\frac{\partial u}{\partial t})_{\nu}=D_{z}\varphi\frac{\partial u}{\partial t}=0$, 与Hopf引理矛盾.
综上可得, 对任意的$ t > 0$, $\frac{\partial u}{\partial t}>0$恒成立.
接下来给出问题(1.1)-(1.3)解的$C^0$和$C^1$估计.
定理2.1 设$\Omega$是$\mathbb{R}^{n}$中有界的$A$-凸区域, $u\in C^{2, 1}(\bar{\Omega}\times[0, T])$为问题(1.1)-(1.3)的椭圆解, $A\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$满足$(1.5)$式, $B\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$满足$(1.6)$式, $\varphi\in C^{2, 1}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R})$满足$(1.7)$式, 假设问题(1.1)-(1.3)的有界上解$\bar{u}\in C^{2, 1}(\bar{\Omega}\times[0, T])$存在且满足(1.10)-(1.12)式, 则有$\sup\limits_{\bar{\Omega}\times[0, T]}|u| \leq C, $其中$C$是依赖于$n, A, B, \varphi, u_{0}, \bar{u}$的常数.
证 由相容性条件$(1.8)$和引理2.2可得对任意的$t>0$有$\frac{\partial u}{\partial t} > 0 $, 则有$u(x, t)\geq u(x, 0)=u_{0}(x)$, 已知问题(1.1)-(1.3)存在上解$\bar{u}$, 根据引理2.1有$u\leq \bar{u}$, 从而可以得到$\sup\limits_{\bar{\Omega}\times[0, T]}|u| \leq C, $其中$C$是依赖于$n, A, B, \varphi, u_{0}, \bar{u}$的常数.
定理2.2 设$\Omega$是$\mathbb{R}^{n}$中有界的$A$ -凸区域, $u\in C^{3, 2}(\bar{\Omega}\times[0, T])$为问题(1.1)-(1.3)的$A$ -凸解, $A\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$满足$(1.5)$式, $B\in C^{2}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R}\times\mathbb{R}^{n})$满足$(1.6)$式, $\varphi\in C^{2, 1}(\bar{\Omega}\times\mathbb{R})$满足$(1.7)$式.假设问题(1.1)-(1.3)的有界上解$\bar{u}\in C^{2, 1}(\bar{\Omega}\times[0, T])$存在且满足(1.10)-(1.12)式.如果对$t=0$有$0\not\equiv\frac{\partial u}{\partial t}\geq 0$成立, 则有$\sup\limits_{\bar{\Omega}\times[0, T]}|\frac{\partial u}{\partial t}| \leq C, $其中$C$是依赖于$n, A, B, \varphi, u_{0}, \bar{u}, \Omega$的常数.
证 首先对$(\frac{\partial u}{\partial t})^{2}$关于$t$求导得
由上面的计算可得
由椭圆解知$F^{ij}$为正定矩阵, 由$(1.5), (1.6)$式得$D_{z}A_{ij}\geq 0, D_{z}B \geq 0$, 从而可以得到$2F^{ij}D_{z}A_{ij}+2D_{z}B\geq 0$, 则由抛物方程的极值原理得
其中$[(\frac{\partial u}{\partial t})^{2}]^{+}=\max\{(\frac{\partial u}{\partial t})^{2}, 0\}$.假设$(\frac{\partial u}{\partial t})^2$在$\partial\Omega\times[0, T]$上取得正极大值, 计算可得
这与已知$D_{\nu}(\frac{\partial u}{\partial t})^2< 0$相矛盾, 故
综合上面的计算可得$\sup\limits_{\bar{\Omega}\times[0, T]}|\frac{\partial u}{\partial t}|\leq M, $其中$M$是依赖于$n, A, B, \varphi, u_{0}, \bar{u}, \Omega$的常数.
由文献[11]中的定理$9$可得对任意的$t_{0}\in[0, T]$, 有
其中$M_{1}$是依赖于$n, A, B, \varphi, \Omega$的常数.由$t_{0}$的任意性可得
其中$C$是依赖于$n, A, B, \varphi, \Omega, M_{1}$的常数.
本节给出定理1.1的证明, 在证明二阶梯度估计之前先介绍一个引理, 此引理对证明二阶梯度估计非常重要, 其证明过程和文献[6]中的引理2.1类似, 省略证明细节.
引理3.1 设$u\in C^2(\bar{\Omega}\times[0, T])$是问题(1.1)-(1.3)的椭圆解, $\tilde{u}\in C^2(\bar{\Omega}\times[0, T])$是问题(1.1)-(1.3)的椭圆有界上解, 其中$A$满足(1.4)-(1.5)式, 则有$\mathcal{L}_{t}e^{N(\tilde{u}-u)}\geq \varepsilon\sum_{i}F^{ii}-C, $其中$N$是正常数, $\varepsilon, C$是依赖于$A, B, \Omega, |u|_{1, \Omega}, \tilde{u}, N$的正常数.
首先定义辅助函数$v, G$如下
其中$(x, t)\in\bar{\Omega}\times[0, T]$, $|\xi|=1$, 且$\alpha, \beta$是待定的正常数.另外, $(3.1)$式中的$\Phi$和$v'$分别给出如下: $\Phi=e^{N(\tilde{u}-u)}, $其中$\Phi$是引理$3.1$中的辅助函数, $\tilde{u}=\bar{u}-a\phi$, $\bar{u}$满足(1.10)-(1.12)式, $a$是足够小的常数, $\phi$是$A$ -凸区域的定义函数, 满足$(1.9)$式且在$\partial\Omega$上$D_{\nu}\phi=-1$.接着定义$v'$如下
其中$\xi'=\xi-(\xi, \nu)\nu$, $\nu\in C^{3}(\bar{\Omega})$是从$\partial\Omega\times[0, T]$延拓到$\bar{\Omega}\times[0, T]$的单位内法向量.
定理1.1的证明 本定理的证明通过对$v$在$\bar{\Omega}\times[0, T]$上的最大值的估计, 得到对应的$D^{2}u$在$\bar{\Omega}\times[0, T]$上的估计, 从而得到本定理的结论.
证 下面分两种情形证明定理1.1.
假设$v(x, t)$在点$(x_{0}, t_{0})$处取得最大值, 且以下所有的计算都在点$(x_{0}, t_{0})$处进行.
情形一 若$(x_{0}, t_{0})\in \Omega \times (0, T)$, 根据$(3.1)$式中$v$和$G$的定义知, $G$也在点$(x_{0}, t_{0})$处取得最大值.对$G$关于$x_{i}$求偏导得
再对$D_{i}G$关于$x_{j}$求偏导得
将算子$\mathcal{L}_{t}$作用到$G$上得
其中第一个不等式运用了$(3.2)$, $(3.3)$式和$\frac{\partial G}{\partial t}=0$.
首先将算子$\mathcal{L}_{t}$作用到$\log(w_{\xi\xi}-v')$上得
其中第三个等式运用了算子$\mathcal{L}_{t}(w_{\xi\xi}-v')$的定义.
接着将算子$\mathcal{L}_{t}$作用到$|Du|^{2}$上得
同理, 第三个等式运用了算子$\mathcal{L}_{t}u_{k}$的定义.将$(3.5)$, $(3.6)$式代入$(3.4)$式得
首先估计$(3.7)$式中的$\mathcal{L}_{t}(w_{\xi\xi}-v')$, 将$(1.1)$式沿$\xi$方向求导得
再次对$(3.8)$式沿$\xi$方向求导得
接着将算子$\mathcal{L}_{t}$作用到$u_{\xi\xi}$上得
其中第二个等式是将$(3.9)$式代入所得.由$(3.10)$和$(1.4)$式可以得到
其中$\mathcal{J}={\rm tr} F^{ii}$, $C$是依赖于$n, A, B, |u|_{1, \Omega}$的常数.同理可得
结合$(3.11)$, $(3.12)$, $(3.13)$式可得
其中$C$是依赖于$n, A, B, |u|_{1, \Omega}$的常数.
接着估计$F^{ij}D_{i}(w_{\xi\xi}-v')D_{j}(w_{\xi\xi}-v')$, 由柯西不等式得
其中$\theta > 0$, $C(\theta)$是依赖于$\theta$的正常数.进一步, 估计$2\alpha D_{k}u\mathcal{L}_{t}u_{k}$, 将算子$\mathcal{L}_{t}$作用在$u_{k}$上可得
其中第二个等式是将$(1.1)$式关于$x_{k}$求导代入得到的.则由$(3.16)$和$(2.1)$式得
其中$C$是依赖于$n, A, B, |u|_{1, \Omega}$的常数.由引理$3.1$得
合并$(3.14)$, $(3.15)$, $(3.17)$, $(3.18)$式得
假设$\{w_{ij}\}$在$(x_{0}, t_{0})$处为对角矩阵函数, 有最大特征值$w_{11}$, 且$w_{11}>1$, 否则结论已证.首先估计$(3.19)$式的三阶导数项.由文献[11]中的$(3.48)$式可以得到
由于$v'$是有界的, $w_{11}$, $w_{\xi\xi}$是可比较的, 则对任意的$\theta>0$, 存在更大的常数$C(\theta)$, 若$w_{11}>C(\theta)$, 则有
由$(3.20)$, $(3.21)$式可得
由$(3.2)$式中的$D_{i}G=0$可得
由$(3.23)$式和柯西不等式可得
其中$C$是依赖于$n, a, N, \bar{u}, \phi, |u|_{1, \Omega}$的常数.结合$(3.19)$, $(3.21)$, $(3.22)$, $(3.24)$式得对$w_{11}>C(\theta)$, 有
先选择$\alpha, \beta$足够大, 然后选择$\theta$是充分小的正常数, 从而可以得到估计$ w_{ii}(x_{0}, t_{0})\leq C, $其中$C$是依赖于$A, B, \Omega, |u|_{1, \Omega}$的常数.从而可以得到$|D^{2}u(x, t)|$对应的估计.
情形二 若$(x_{0}, t_{0})\in\partial\Omega\times[0, T]$, 考虑当$\xi$属于三种不同的方向, 分别来估计$v(x_{0}, t_{0}, \xi)$.
首先将切算子$\delta_{i}$作用到$(1.2)$式上可以得到
其中$\delta_{i}=(\delta_{ij}-\tau_{i}\tau_{j})D_{j}$, 可以得到
其中$\tau$为任意的切向量.
(ⅰ) $\xi$是点$(x_{0}, t_{0})$处的单位法向量.首先定义辅助函数$g$如下: $\begin{aligned} g=\nu_{k}D_{k}u-\varphi(x, u). \end{aligned}$将算子$\mathcal{L}_{t}$作用到$g$上得
接下来, 将算子$\mathcal{L}_{t}$作用到$u$上可得
将$(3.16)$, $(3.27))$式代入$(3.26)$式可得
由$(3.16)$, $(3.27))$和$(3.28)$式可得$ |\mathcal{L}_{t}g|\leq C(1+\mathcal{J}+|D^{2}u|), $其中$C$是依赖于$\Omega, A, B, \varphi, |u|_{1, \Omega}$的常数.又因为$1\leq Cw^{ii}, (w_{ii})^{\frac{1}{n-1}}\leq Cw^{ii}$, 所以
又由于$\phi$是$A$ -凸区域的定义函数, 由$(1.9)$式可得
结合$(3.29)$, $(3.30)$式, 并选取$-\phi$为闸函数, 由Hopf引理的证明可以得到
其中$M_{2}=\sup\limits_{\bar{\Omega}}|D^{2}u|$.计算$D_{\nu\nu}u$可得
结合$(3.31)$, $(3.32)$式可以得到
则由$(3.33)$式可得
(ⅱ) $\xi$是点$(x_{0}, t_{0})$处的非切非法向量.单位向量$\xi$可以被写成$\xi=(\xi\cdot\tau)\tau+(\xi\cdot\nu)\nu$, 且$\tau\cdot\nu=0, (\xi\cdot\tau)^{2}+(\xi\cdot\nu)^{2}=1$.由$v'$的定义可得
由$v$的定义得
其中第二个等式是将$(3.35)$式代入所得, 第四个不等式是由$v$在点$(x_{0}, t_{0})$和向量$\xi$处取得最大值所得.再结合$(3.34)$, $(3.36)$式得
(ⅲ) $\xi$是点$(x_{0}, t_{0})$处的切向量, 则$(\xi\cdot\nu)=0$, 由$v'$的定义知$v'(x_{0}, t_{0}, \xi)=0$.假设在点$(x_{0}, t_{0})$的法向量为$\nu=(0, \cdots, 0, 1)$, ${w_{ij}(x_{0}, t_{0})}$是对角阵, 且有最大特征值$w_{11}(x_{0}, t_{0})>1$, 否则结论已证.计算$D_{\nu}\Phi$可得
其中第三个等式运用了$D_{\nu}\phi=-1$, 第四个不等式运用$(1.7)$式.在计算$D_{\nu}v$之前不妨设$D_{k}u> 0$, 否则取$|D_{k}u+C|^2$, 其中$C=\max\limits_{\bar{\Omega}}|Du|$.接着计算$D_{\nu}v$可得
其中第二个不等式利用了$v'(x_{0}, t_{0}, \xi)=0$, 由(3.37)式可得$c_{0}=aN$,
由(3.38)式可得
另外, 对$(1.2)$式沿切向求二阶导得
在点$(x_{0}, t_{0})$处对切向量$\xi$, 有
第二个不等式由$(3.33)$式得到.结合(3.39), (3.40)式可以得到
观察(3.41)式右边的第一项的二阶导数项, 由$(3.25)$式可以得到在点$(x_{0}, t_{0})$的估计
取$\beta$满足$\begin{aligned} \beta\geq \frac{2}{c_{0}}[2\alpha M-\inf D_{z}\varphi+C], \end{aligned}$从而可以得到$w_{\xi\xi}\leq C(1+M_{2})^{\frac{n-2}{n-1}}, $故可以得到$v(x_{0}, t_{0}, \xi)\leq C(1+M_{2})^{\frac{n-2}{n-1}}, $其中$C$是依赖于$n, A, a, N, \varphi, |u|_{1, \Omega}$的常数.
从上面(ⅰ), (ⅱ), (ⅲ)三种情况得, 若$v$在边界点$(x_{0}, t_{0})$处取得$\bar{\Omega}\times[0, T]$上的最大值, 则$v(x_{0}, t_{0}, \xi)$在$\bar{\Omega}\times[0, T]$上是有界的, 从而$D_{\xi\xi}u(x_{0}, \xi)$在$\bar{\Omega}\times[0, T]$上是有界的.
综合以上两种情形, 运用柯西不等式可以得到$\sup\limits_{\bar{\Omega}\times[0, T]}|D^{2}u|\leq C, $其中$C$是依赖于$n, A, B, \varphi, u_{0}, \bar{u}, |u|_{1, \Omega}$的常数.