Bachelor/Masterseminar:

Variationelle Probleme für Integralfunktionale

SS 2019

Dozent:  JProf. Dr. Manuel Friedrich
 Prof. Dr. Caterina Zeppieri

Informationen zum Seminar

Zeit, Ort: Das Seminar kann fortlaufend im Semester oder in Form eines Blockseminars durchgeführt werden.
Inhalt: Die Variationsrechnung ist einer der klassischen Bereiche der Mathematik. Die zentrale mathematische Fragestellung besteht darin, eine Funktion u zu finden, die ein Integral-Funktional minimiert. Viele Probleme aus der Analysis, Geometrie oder Modellierung von Problemen aus der Physik, den Wirtschaftswissenschaften oder der Biologie lassen sich als Variationsprobleme formulieren. Ein klassisches und immer noch hochaktuelles Beispiel ist die Untersuchung von Minimalflächen.
Voraussetzungen:  Analysis I-III, Vorkenntnisse in partiellen Differentialgleichungen und Funktionalanalysis sind hilfreich, aber nicht notwendig.
Vorbesprechung: Do., 24.01.2019, 12:00, Raum M6
Leistungsnachweis: max. 90-minütiger Seminarvortrag und didaktisch aufbereitete Ausarbeitung (ca. 10-seitiges Handout, dieses soll eine Woche vor dem Vortrag vorgelegt werden, um zusätzliche Hilfestellungen geben zu können)
Vortrags-Themen:  Wir werden im Seminar Kapitel aus Lehrbüchern (Dacorogna: Introduction to the Calculus of Variations; Dacorogna: Direct Methods in the Calculus of Variations; Buttazzo, Giaquinta, Hildenbrandt: One-dimensional Variational Problems) sowie weiterführende Forschungsartikel zu den Themen behandeln. Alle Seminarteilnehmer sind angehalten, die Einführung im Buch Dacorogna: Introduction to the Calculus of Variations eigenständig zu lesen. Im Folgenden eine vorläufige Liste an möglichen Seminarthemen:
  1. Notwendige und hinreichende Bedingungen für Minimalität: Euler-Lagrange-Gleichungen und Kalibrierung.
  2. Direkte Methode der Variationsrechnung.
  3. Existenzresultate für vektorwertige Variationsprobleme.
  4. Relaxation in W^{1,p}.
  5. Existenzresultate für Funktionale auf BV (Funktionen beschränkter Variation).
  6. Relaxation in W^{1,1}.
  7. Asymptotisches Verhalten einer Folge von Variationsproblemen.
  8. Minimalflächen.
  9. Isoperimetrische Ungleichung (eine Kugel minimiert die Oberfläche).
  10. Homogenisierung.
    1. Haben Sie Spezialwünsche, können natürlich noch andere Themen oder Artikel angeboten werden.

Vortragsübersicht: