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Rand-und Eigenwertprobleme (Sommersemester 2011)

Gegenstand der Vorlesung sind lineare Randwertprobleme für (elliptische und parabolische) partielle Differentialgleichungen zweiter Ordnung. Gleichungen dieser Art treten z.B. bei der Modellierung von Reaktions-, Konvektions- und Diffusionsprozessen auf. Behandelt werden neben Existenzaussagen für schwache Lösungen in Sobolevräumen auch Abschätzungen, qualitative Eigenschaften sowie Regularitätseigenschaften.


Aktuell

Beispiel 3 aus Abschnitt 3 (schwache Ableitungen) richtig gestellt. Vgl. Inhalt
Ergänzung zu Lemma 7 in Abschnitt 5.1. Vgl. Inhalt

Aktuelle Evaluation
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Termine
Vorlesung: Montag 9:45-11:15 1C-03 Beginn: 11.4.2011
Mittwoch 9:45-11:15 1C-04
Übung: Mittwoch 14:00-15:30 Z 1 Beginn: 20.4.2011
Lehrende
Dozent, Übungsleiter Prof. Dr. Wolfgang Reichel
Sprechstunde: Montag, 11:30-13:00 bevor Sie mailen:anrufen/vorbeikommen
Zimmer 3.035 Kollegiengebäude Mathematik (20.30)
Email: Wolfgang.Reichel@kit.edu
Übungsleiterin Dr. Dagmar Rütters (Roth)
Sprechstunde: Z. Zt. beurlaubt.
Zimmer 3.029 Kollegiengebäude Mathematik (20.30)
Email: dagmar.roth@kit.edu

Voraussetzungen

Analysis I--III o.ä., Grundkenntnisse in Funktionalanalysis


Inhalt

1. Beispiele von Rand- und Eigenwertproblemen; Motivation der Begriffe: Reaktion, Konvektion, Diffusion

2. Randwertprobleme in Dimension n=1 (Sturm-Liouville Randwertprobleme); Greensche Funktion

3. Elliptische Randwertprobleme -- Teil 1

  • 3a. Schwache Ableitungen und Sobolevräume (Poincaré-, Hardy- und Sobolev-Ungleichungen, Einbettungssätze). Hier eine Richtigstellung von Beispiel 3 zu schwachen Ableitungen
  • 3b. Existenzsätze für Randwertprobleme
  • 3c. Grundlagen aus der Funktionalanalysis
  • 3d. Fredholmalternative

4. Elliptische Randwertprobleme -- Teil 2

  • 4a. Regularitätseigenschaften von Lösungen
  • 4b. Maximum- und Vergleichsprinzipien

(5. Sturm-Liouville Eigenwertprobleme entfällt)

5. Eigenwertprobleme (Eigenwerte, Eigenfunktionen, Vollständigkeit, variationelle Charakterisierung)
Ergänzung zu Lemma 7 von Herrn Geyer-Schulz

(6. Parabolische Randwertprobleme entfällt)


Literaturhinweise

L.C. Evans: Partial Differential Equations, American Mathematical Society 1998
Gilbarg & Trudinger: Elliptic Partial Differential Equations of Second Order, Springer 1998
Renardy & Rogers: An Introduction to Partial Differential Equations, Springer 1992