Dystrybucje w równaniach różniczkowych cząstkowych 1000-1M12DRC
Dystrybucje, czyli funkcjonały liniowe, ciągłe, określone na przestrzeniach 'funkcji próbnych', mogą być postrzegane jako funkcje uogólnione. Rzeczywiście, okazuje się, że przy odpowiednio wąskiej klasie funkcji próbnych, klasa funkcjonałów, a więc przestrzeń sprzężona, jest bardzo szeroka. W dodatku można w tej klasie określić wiele operacji, jak różniczkowanie, splot, iloczyn tensorowy, transformatę Fouriera czy mnożenie przez funkcje, a dystrybucje są różniczkowalne nieskończenie wiele razy. Zatem dostajemy wygodne narzędzie do analizy uogólnionych rozwiązań równań różniczkowych cząstkowych, czyli rozwiązań w klasie dystrybucji. Możemy zdefiniować rozwiązanie podstawowe dla operatora różniczkowego D jako taką dystrybucję E, że D(E) = δ (delta Diraca), szukać rozwiązania podstawowego stosując transformatę Fouriera, a przy pomocy splotu określić rozwiązanie równania niejednorodnego.
Wykład obejmie następujące zagadnienia: przestrzeń funkcji próbnych D, przestrzeń dystrybucji D', dystrybucje regularne i singularne, działania na dystrybucjach: mnożenie przez funkcję, różniczkowanie, zbieżność, nośnik dystrybucji, splot dystrybucji, iloczyn tensorowy, rozwiązania podstawowe równań różniczkowych, twierdzenie Malgrange-Ehrenpreis'a, przestrzeń Schwartza, dystrybucje temperowane, transformata Fouriera i odwrotna transformata Fouriera, zastosowania w równaniach cząstkowych.
Rodzaj przedmiotu
Efekty kształcenia
Student
1. zna definicje przestrzenie funkcji próbnych D i dystrybucji D', potrafi podać przykłady i sprawdzić przynależność do tych klas;
2. potrafi zbadać zbieżność w przestrzeni D';
3. zna pojęcia dystrybucji regularnych i singularnych, nośnika dystrybucji, przestrzeni dystrybucji temperowanych S' i funkcji szybkorosnących S;
4. umie wykonać podstawowe działania na dystrybucjach: dodawanie, mnożenie przez funkcję gładką, liniową zamianę zmiennych;
5. potrafi wyznaczyć pochodne dystrybucyjne;
6. umie obliczać splot dystrybucji i tranformatę Fouriera, zna podstawowe własności splotu i transformaty;
7. potrafi stosować transformatę Fouriera do wyznaczania rozwiązań podstawowych równań różniczkowych.
Kryteria oceniania
Aktywność na ćwiczeniach, egzamin
Literatura
- Marcinkowska H., Dystrybucje, przestrzenie Sobolewa, równania różniczkowe.
- Schwartz L, Theorie des distributions.
- Vladimirov V.S., Generalized functions in mathematical physics.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: