Webrelaunch 2020

Charakterisierung partieller Differentialgleichungen

Sie haben hier die Gelegenheit zu einem kleinen Selbsttest: Auch wenn Sie die Aufgaben hier auf dem Monitor sehen, werden Sie ein Blatt und einen Stift in die Hand nehmen müssen. Versuchen Sie die Aufgaben mathematisch auf dem Papier korrekt zu lösen- das wird in den Klausuren später wichtiger sein, als "korrekte" Antworten selbst- und tragen Sie dann Ihre Antworten ein.

Am Ende können Sie die Auswertung abrufen, darin sehen Sie, welche Fragen Sie richtig beantwortet haben.

1) Klassifizieren Sie die folgenden linearen Differentialgleichungen für u:\mathbb{R}^2\rightarrow \mathbb{R} zweiter Ordnung:

elliptischparabolischhyperbolisch
a) \displaystyle-\frac{\partial^2 u}{\partial x_1^2}+u(x)-2\frac{\partial^2 u}{\partial x_2^2}=0
b) \displaystyle\frac{\partial^2 u}{\partial x_1\partial x_2}+u=1
c) \displaystyle\frac{\partial^2 u}{\partial x_1^2}+\frac{\partial^2 u}{\partial x_2^2}+2u-2\frac{\partial^2 u}{\partial x_1 \partial x_2}=0
d) \displaystyle\exp(x_1)\frac{\partial^2 u}{\partial x_1^2}+\frac{\partial^2 u}{\partial x_2^2}-4u=0



2) Klassifizieren Sie die folgenden partiellen Differentialgleichungen erster Ordnung:

linearquasilinear, aber nicht linearnicht linear und nicht quasilinear
a) \displaystyle2\sin\left(\frac{\partial u}{\partial x_1}\right)+x_2^2\frac{\partial u}{\partial x_2}-\sin(x_1)=0
b) \displaystyle2\frac{\partial u}{\partial x_1}+u\frac{\partial u}{\partial x_2}-u=0
c) \displaystyle x_1^2\frac{\partial u}{\partial x_1}+2x_1\frac{\partial u}{\partial x_2}-\cos(x_1)=0
d) \displaystyle \sin(x_2)\frac{\partial u}{\partial x_1}-\frac{\partial u}{\partial x_2}+x_1=0
e) \displaystyle -2x_2\frac{\partial u}{\partial x_1}+\exp(u)\frac{\partial u}{\partial x_2}+x_1=0