Erweiterte Suche

 

Hauptnavigation: 

Vorlesung und Übung:

Partielle Differentialgleichungen

SS 2010



Dozent: Prof. Dr. Christopher Deninger,

Dipl. Math. Kathrin Smetana,


Vorlesung

Zeit, Ort: Di  08:00 bis 10:00, wöchentlich, M 4, Einsteinstr. 64
Fr  08:00 bis 10:00, wöchentlich, M 4, Einsteinstr. 64
Inhalt:

Betrachtet man zum Beispiel die Ausbreitung von Wärme in einem Metallkörper, so lässt sich dieser Prozess mit Hilfe einer sogenannten partiellen Differentialgleichung modellieren. Die Lösung dieser Differentialgleichung beschreibt dann die Wärmeverteilung im Metallkörper. In der Vorlesung werden wir uns zunächst kurz mit der Frage beschäftigen, wie man von gewissen Prozessen in der Natur zum mathematischen Modell gelangt. Das eigentliche Thema der Vorlesung ist allerdings die mathematische Untersuchung der Lösung der Differentialgleichung. Dabei wollen wir uns mit folgenden Fragen befassen:

  • Existenz und Eindeutigkeit: Hat die betrachtete Gleichung eine Lösung und wenn ja ist sie eindeutig? (Stichpunkte: Existenz und Eindeutigkeit von Lösungen im klassischen Sinne (Fundamentallösung und Greensche Funktion) und im schwachen Sinne (Variationsmethode, Satz von Lax-Milgram))
  • Eigenschaften der Lösung: Wie kann die Lösung charakterisiert werden? (Stichpunkte: Mittelwerteigenschaft und Maximumprinzip für harmonische Funktionen, Regularität der Lösung)
Wir werden uns anhand dieser Fragen mit den Grundtypen von partiellen Differentialgleichungen (u. a. Laplace-, die Poisson- und die Wärmeleitungsgleichung) beschäftigen und diesem Rahmen auch verschiedene Lösungsbegriffe (klassische Lösungen, Lösungen in Sobolevräumen (schwache Lösungen), Distributionslösungen) kennen lernen.
Voraussetzungen:
Analysis I, II. Kenntnisse aus Analysis III, d.h. Lebesgue-Integration und Integralsätze, sind hilfreich.
Literatur: Literatur direkt zur Vorlesung:
[1] L. C. Evans: Partial Differential Equations, Amer. Math. Soc., Providence, 3. Auflage, 1998. (Bibliothek des Mathematischen Instituts, Semesterapperat)
[2] D. Gilbarg; N. S. Trudinger: Elliptic Partial Differential Equations of Second Order, Springer, Berlin [u. a.], 1977. (Bibliothek des Mathematischen Instituts)
ergänzende Literatur:
[3] H. W. Alt:  Lineare Funktionalanalysis. Eine anwendungsorientierte Einführung, Springer, Berlin, Heidelberg, 5. Auflage,  2006. (Volltext ist im Uninetz online verfügbar)
Skriptum: Skript zur Vorlesung
handschriftliches Skript zur ersten Vorlesungswoche
handschriftliches Skript zur zweiten Vorlesungswoche
handschriftliches Skript zur dritten Vorlesungswoche
handschriftliches Skript zur vierten Vorlesungswoche, Teil 1
handschriftliches Skript zur vierten Vorlesungswoche, Teil 2
handschriftliches Skript zur fünften Vorlesungswoche, Teil 1
handschriftliches Skript zur fünften Vorlesungswoche, Teil 2 und zur sechsten Vorlesungswoche
handschriftliches Skript zur siebten Vorlesungswoche
handschriftliches Skript zur achten und neunten Vorlesungswoche
handschriftliches Skript, korrigierte Seite 95
handschriftliches Skript zur zehnten Vorlesungswoche
Skript zur elften Vorlesungswoche: Kapitel 5.4 aus dem Buch von Gerhard Dziuk: "Theorie und Numerik Partieller Differentialgleichungen", Volltext ist online im Uninetz über die ULB verfügbar.

Übungen

Aktuelles:
Bei Bachelor- und MasterstudentInnen, welche die Scheinkriterien erfüllt haben, wurde dies ins QISPOS eingetragen. Scheine im herkömmlichen Sinne gibt es daher keine. DiplomstudentInnen können ihren Schein ab sofort im Sekretariat von Professor Deninger bei Frau Dierkes abholen.
Prinzipielles:
Die Übungsblätter werden freitags in der Vorlesung ausgegeben und in der darauf folgenden Woche in den Übungen besprochen. Über das Kursbuchungssystem  können Sie sich zu den Übungsgruppen anmelden. Die Übungsaufgaben können zu zweit abgegeben werden. Es wird erwartet, dass jede(r) StudentIn mindestens einmal in den Übungen vorrechnet. Ferner müssen 40 Prozent der möglichen Punkte auf den Übungsblättern erreicht werden, wobei die Punkte der Zusatzaufgaben nicht zu den möglichen Punkten zählen. Es wird in unregelmäßigen Abständen Zusatzaufgaben geben, mit denen Sie Ihren Punktestand verbessern können.

Zeit und Ort: 
  • Di 14:00 bis 16:00, wöchentlich, M3, Einsteinstr. 62,
    Tutor: Florian Gruene, Briefkasten: 83
  • Di 14:00 bis 16:00, wöchentlich, S701 (SR 7), Einsteinstr. 62,
    Tutor: Christian Himpe, Briefkasten: 84 (neue, zusätzliche Übung)
  • Di 16:00 bis 18:00, wöchentlich, B702, Einsteinstr. 62,
    Tutor: Patrick Verfürth, Briefkasten: 87
Blätter: Anwesenheitsaufgaben
Übungsblatt 1 (korrigierte Version) In Aufgabe 1(a) muss die Abschätzung ln(1/r) <= r^(-1/2) lauten.
Übungsblatt 2
Übungsblatt 3
Übungsblatt 4
Übungsblatt 5
Übungsblatt 6
Übungsblatt 7 (korrigierte Version) In Aufgabe 1(a) wurde R^d durch R^d\{0} ersetzt.
Übungsblatt 8
Übungsblatt 9
Übungsblatt 10
Übungsblatt 11


Prüfung
Bachelor-StudentInnen:
Die Vorlesung Partielle Differentialgleichungen kann u. a. in Kombination mit einer der beiden Vorlesungen Höhere Numerik oder Modellierung als Vertiefungsmodul mit einer mündlichen Prüfung über die beiden Vorlesungen abgeschlossen werden. Details dazu entnehmen Sie bitte dem Studienführer Numerische und Angewandte Mathematik im Bachelor-Studiengang. Bachelor-StudentInnen welche die Vorlesung Partielle Differentialgleichungen alleine prüfen lassen möchten, können die Vorlesung mit einer 20-minütigen mündlichen Prüfung abschließen. Der Termin für die Prüfung kann individuell mit Professor Deninger vereinbart werden.
Diplom-StudentInnen:
Diplom-StudentInnen, die keine Note auf dem Schein benötigen, erhalten einen Übungsschein für die Vorlesung, indem sie 40% der Punkte auf den Übungszetteln erreichen, einmal in der Übung vorrechnen und regelmäßig an den Übungen teilnehmen. Diplom-StudentInnen, die eine Note auf dem Schein brauchen, können die Vorlesung mit einer 20-minütigen mündlichen Prüfung abschließen. Der Termin für die Prüfung kann individuell mit Professor Deninger vereinbart werden.
Master-StudentInnen
Die Vorlesung Partielle Differentialgleichungen kann z.B. in Kombination mit der Vorlesung Numerik Partieller Differentialgleichungen als Vertiefungsmodul mit einer mündlichen Prüfung über die beiden Vorlesungen abgeschlossen werden. Details dazu entnehmen Sie bitte der Studienordnung. Master-StudentInnen welche die Vorlesung Partielle Differentialgleichungen alleine prüfen lassen möchten, können die Vorlesung mit einer 20-minütigen mündlichen Prüfung abschließen. Der Termin für die Prüfung kann individuell mit Professor Deninger vereinbart werden.

Links
Bachelorseminar
Im kommenden Wintersemester wird von Prof. Dr. Mario Ohlberger ein Bachelorseminar angeboten, welches direkt auf dieser Vorlesung aufbaut. Die Vorbesprechung findet am Mittwoch den 14.7.2010 um 12.30 Uhr im Raum N229 (Anbau) statt. Weitere Informationen finden Sie auf der Interseite Bachelorseminar "Angewandte Mathematik".
Impressum 2017| Datenschutzhinweis| | © 2007 FB10 WWU Münster
Universität Münster
Schlossplatz 2 - 48149 Münster
Tel.: +49 (251) 83-0 - Fax: +49 (251) 83-3 20 90
E-Mail: