Prostory funkcà a ÅeÅ¡itelnost základnÃch typů PDR - Matematika pro ...
Prostory funkcà a ÅeÅ¡itelnost základnÃch typů PDR - Matematika pro ... Prostory funkcà a ÅeÅ¡itelnost základnÃch typů PDR - Matematika pro ...
4.3. Schauderova teorieSchauderova teorie se týká diferenciálních operátorů typuLu def=N∑︁ ∂∂ 2 uN∑︁a ij (x) (x) + b i (x) ∂∂u (x) + c(x)u(x) ,∂∂x i ∂∂x j ∂∂x ii,j=1i=1kde funkce a ij , b i a c ∈ C 0,α (Ω), i, j = 1, . . . , N, a funkce a ij splňují podmínky uniformní elipticity(4.13). a symetrie (4.14) Tato teorie se týká existence klasických řešení. Je založena na teorii potenciálu,kterou v jistém smyslu zobecňuje. Objev Schauderovy teorie Juliuszem Schauderem [22] v roce1930 znamenal průlom nejen v teorii eliptických parciálních diferenciálních rovnic, ale přinesl rovněžstěžejní výsledky ve funkcionální analýze. Slavný Lerrayův-Schauderův stupeň zobrazení, dnes nepostradatelnýnástroj nelineární analýzy, byl původně vytvořen za účelem studia i rovnic lineárních.Tento fakt je dnes v záplavě nelineárních článků již velice málo znám.Věta 4.9 (Hlavní Schauderův odhad, Gilbarg-Trudinger [9], Věta 6.6). Nechť 0 < α < 1,Ω ⊂ R N je oblast s hranicí třídy C 2,α a nechť u ∈ C 2,α (Ω) je klasické řešení úlohyLu = f v Ω , (4.17)u = φ na ∂∂Ω , (4.18)Obsah264. strana ze 343◭ ◭ ◮ ◮◭◮kde f ∈ C 0,α (Ω), φ ∈ C 2,α (Ω), koeficienty operátoru L splňují podmínku uniformní elipticity (4.13)a existuje Λ > 0 takové, že∀i, j = 1, . . . , N : ‖a ij ‖ C 0,α (Ω) , ‖b i‖ C 0,α (Ω) , ‖c‖ C 0,α (Ω)≦ Λ. (4.19)Potom)︁‖u‖ C 2,α (Ω)(︁‖u‖ ≦ C C0 (Ω) + ‖φ‖ C 2,α (Ω) + ‖f‖ C 0,α (Ω), (4.20)kde C > 0 závisí jen na N, α, λ, Λ a Ω a nikoliv na u.Zavřít dokumentCelá obrazovka ⧸︀ Okno
Poznámka 4.10. Aby nedošlo k mylné interpretaci předchozí věty, zdůrazněme, že věta předpokládá,že pokud máme klasické řešení u ∈ C(Ω) ∩ C 2 (Ω) úlohy (4.17), o kterém už víme, žeu ∈ C 2,α (Ω), pak je jeho norma odhadnuta nerovností (4.20). Věta neříká, že každé klasické řešeníu ∈ C(Ω) ∩ C 2 (Ω), úlohy (4.17) má normu ‖u‖ C 2,α (Ω)odhadnutou nerovností (4.20) a tudíž je již zC 2,α (Ω).Poznámka 4.11. Všimněte si, že na pravé straně nerovnice (4.20) vystupuje též norma ‖u‖ C0 (Ω)a proto Věta 4.9 zahrnuje i případ, kdy L má netriviální jádro. Například Dirichletova úloha naomezené oblasti Ω ⊂ R N s hranicí třídy C 2,αΔu + λ 1 u = 0 v Ω ,u = 0 na ∂∂Ω ,kde λ 1 je první vlastní číslo, má nekonečně mnoho řešení. Tato řešení lze psát ve tvaru u = t φ 1 , kdet ∈ R a φ 1 je první vlastní funkce operátoru Δ s homogenní Dirichletovou podmínkou na ∂∂Ω.Poznámka 4.12. Konstanta C závisí na oblasti Ω v tom smyslu, že C závisí na konstantě K, kteráomezuje C 2,α normy zobrazení ψ, která lokálně reprezentují hranici ∂∂Ω.Věta 4.13 (Existence klasického řešení Dirichletovy úlohy, Gilbarg-Trudinger [9], Věta6.8, str. 100). Nechť 0 < α < 1, Ω ⊂ R N je oblast s hranicí třídy C 2,α . Nechť L splňuje stejnépředpoklady jako ve Větě 4.9 a nechť navíc c(x) ≦ 0 všude v Ω. Za těchto předpokladů platí následujícíimplikace. Má-li Dirichletova úloha pro Poissonovu rovniciΔu = f v Ω ,u = g na ∂∂Ωřešení v prostoru C 2,α (Ω) pro každé f ∈ C 0,α (Ω) a každé g ∈ C 2,α (Ω), potom má i úlohaLu = f v Ω , (4.21)u = g na ∂∂Ω (4.22)jednoznačné řešení v prostoru C 2,α (Ω) pro každé f ∈ C 0,α (Ω) a každé g ∈ C 2,α (Ω).Obsah265. strana ze 343◭ ◭ ◮ ◮◭◮Zavřít dokumentCelá obrazovka ⧸︀ Okno
- Page 214 and 215: 3.6. Teorie stop pro prostory W 1,p
- Page 216 and 217: kde 1 p + 1 p= 1, a kde zvolíme′
- Page 218 and 219: je norma ekvivalentní s normou v L
- Page 220 and 221: Na levé straně rovnosti (3.27) lz
- Page 222 and 223: Z Věty 3.37 pak plyne∫︁‖v‖
- Page 224 and 225: 3.7. Sobolevovy věty o vnořeníNe
- Page 226 and 227: (kde r je operátor restrikce na Ω
- Page 228 and 229: Podle indukčního předpokadu∫
- Page 230 and 231: Nahraďme v v nerovnosti (3.40) fun
- Page 232 and 233: Nyní aplikujeme Lemma 3.54 na (3.4
- Page 234 and 235: Z rovnosti 1 p − 1p * = 1 Ntedy d
- Page 236 and 237: Odtud pak∫︁ 1N∑︁|v(x) − v
- Page 238 and 239: Případ p = NNejprve ukážeme, ž
- Page 240 and 241: Důkaz. Vraťme se k Větě 3.52. V
- Page 242 and 243: Z nerovností (3.55), (3.56) a (3.5
- Page 244 and 245: Důkaz. Tvrzení (iii) plyne z Vět
- Page 246 and 247: 3.8. Kvíz - Vnoření Sobolevovýc
- Page 248 and 249: 5. Nechť Ω ⊂ R N je omezená ot
- Page 250 and 251: 9. Nechť p > N, α = 1 − N p. Pa
- Page 252 and 253: ) platí vnořeníW 3,4 (Ω) ˓→
- Page 254 and 255: Obsah254. strana ze 343◭ ◭ ◮
- Page 256 and 257: Průvodce studiemV této kapitole s
- Page 258 and 259: a tedy11 + c 2,N (Ω) ‖∇u‖2 H
- Page 260 and 261: ∫︁∀φ ∈ H 1 (Ω): F (φ) =
- Page 262 and 263: 4.2. Princip maximaPrincip maxima p
- Page 266 and 267: Věta 4.13 se dokazuje pomocí odha
- Page 268 and 269: poměrně snadný. Důkaz plnohodno
- Page 270 and 271: právě jedno řešení v prostoru
- Page 272 and 273: c) Nechť f ∈ L 2 (Ω), potom exi
- Page 274 and 275: 4. Nechť 0 < α < 1, Ω ⊂ R N je
- Page 276 and 277: 3. Nechť 0 < α < 1, Ω ⊂ R N je
- Page 278 and 279: Průvodce studiemV této kapitole v
- Page 280 and 281: nebo též[︂ (︂u = (I + λ 0 A)
- Page 282 and 283: 5. je důsledek 2 a 4.6. Máme(A λ
- Page 284 and 285: Pro každé u ∈ X platí, že fun
- Page 286 and 287: Krok 2: Máme odhady‖u λ (t)‖
- Page 288 and 289: Krok 4: Budeme-li navíc předpokl
- Page 290 and 291: Požadované tvrzení dostaneme, zv
- Page 292 and 293: lze redukovat na úlohu (5.6) pomoc
- Page 294 and 295: takové, že⎧⎨⎩dudt + A 1u =
- Page 296 and 297: 5.4. Samoadjungovaný případNech
- Page 298 and 299: Poznámka 5.21. Zdůrazněme rozdí
- Page 300 and 301: je hustá podmnožina H). Nechť u
- Page 302 and 303: Obsah302. strana ze 343◭ ◭ ◮
- Page 304 and 305: Průvodce studiemV této kapitole b
- Page 306 and 307: dále u ∈ L 2 ((0, +∞), H 1 0 (
- Page 308 and 309: Pro 0 < ε < T < +∞ tedy dostáv
- Page 310 and 311: (iii) A 1 je symetrický. Pro každ
- Page 312 and 313: Předpoklad (6.8) lze přepsat jako
Poznámka 4.10. Aby nedošlo k mylné interpretaci předchozí věty, zdůrazněme, že věta předpokládá,že pokud máme klasické řešení u ∈ C(Ω) ∩ C 2 (Ω) úlohy (4.17), o kterém už víme, žeu ∈ C 2,α (Ω), pak je jeho norma odhadnuta nerovností (4.20). Věta neříká, že každé klasické řešeníu ∈ C(Ω) ∩ C 2 (Ω), úlohy (4.17) má normu ‖u‖ C 2,α (Ω)odhadnutou nerovností (4.20) a tudíž je již zC 2,α (Ω).Poznámka 4.11. Všimněte si, že na pravé straně nerovnice (4.20) vystupuje též norma ‖u‖ C0 (Ω)a <strong>pro</strong>to Věta 4.9 zahrnuje i případ, kdy L má netriviální jádro. Například Dirichletova úloha naomezené oblasti Ω ⊂ R N s hranicí třídy C 2,αΔu + λ 1 u = 0 v Ω ,u = 0 na ∂∂Ω ,kde λ 1 je první vlastní číslo, má nekonečně mnoho řešení. Tato řešení lze psát ve tvaru u = t φ 1 , kdet ∈ R a φ 1 je první vlastní funkce operátoru Δ s homogenní Dirichletovou podmínkou na ∂∂Ω.Poznámka 4.12. Konstanta C závisí na oblasti Ω v tom smyslu, že C závisí na konstantě K, kteráomezuje C 2,α normy zobrazení ψ, která lokálně reprezentují hranici ∂∂Ω.Věta 4.13 (Existence klasického řešení Dirichletovy úlohy, Gilbarg-Trudinger [9], Věta6.8, str. 100). Nechť 0 < α < 1, Ω ⊂ R N je oblast s hranicí třídy C 2,α . Nechť L splňuje stejnépředpoklady jako ve Větě 4.9 a nechť navíc c(x) ≦ 0 všude v Ω. Za těchto předpokladů platí následujícíimplikace. Má-li Dirichletova úloha <strong>pro</strong> Poissonovu rovniciΔu = f v Ω ,u = g na ∂∂Ωřešení v <strong>pro</strong>storu C 2,α (Ω) <strong>pro</strong> každé f ∈ C 0,α (Ω) a každé g ∈ C 2,α (Ω), potom má i úlohaLu = f v Ω , (4.21)u = g na ∂∂Ω (4.22)jednoznačné řešení v <strong>pro</strong>storu C 2,α (Ω) <strong>pro</strong> každé f ∈ C 0,α (Ω) a každé g ∈ C 2,α (Ω).Obsah265. strana ze 343◭ ◭ ◮ ◮◭◮Zavřít dokumentCelá obrazovka ⧸︀ Okno