Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 17. 12. 2023 13:28 — Editoval Jakbysmet (17. 12. 2023 13:32)

Jakbysmet
Místo: Moravská Třebová
Příspěvky: 27
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Prohození derivace a integrálu

Řeším jeden komplexní DÚ, celý jej mám hotový, jen v jednom bodě chybí drobnost.

[mathjax]u(t,x)=t^{-n/2}e^{-|x|^{2}/4t}, t\in (0,\infty), x\in\mathbb{R}^{n}.[/mathjax]
Položme [mathjax]h(x)=\int_{0}^{+\infty} u(t,x)dt, x\neq 0[/mathjax]
Potřebuji spočítat Δh, neboli zderivovat dvakrát parciálně h dle i-té proměnné, tj
dvakrát šoupnout derivaci do integeálu, k tomu ale musím najít integrovatelnou majorantu, abych splnil předpoklady věty o záměně.
Tu se mi úplně nedaří najít, poradí někdo?

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) Jakbysmet)

#2 18. 12. 2023 03:18

laszky
Příspěvky: 2363
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   195 
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ Jakbysmet:

Ahoj. A plati neco pro [mathjax]n[/mathjax]? Je [mathjax]n[/mathjax] v exponentu u [mathjax]t^{-n/2}[/mathjax] to same jako u [mathjax]\mathbb{R}^n[/mathjax]?

Offline

 

#3 18. 12. 2023 09:02

Bati
Příspěvky: 2435
Reputace:   191 
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ laszky:
https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_kernel

↑ Jakbysmet:
Podle me takhle ta zamena se ti povede jen na oblastech |x|>r pro libovolne r>0, diky cemuz odhadnes to |x|^2 a zaporna exponenciela zabije vsechno, co vyleze z Laplace. Pak muzes zkusit, jestli dokazes zalimitit r do nuly.

Offline

 

#4 18. 12. 2023 09:33 — Editoval Jakbysmet (18. 12. 2023 09:42)

Jakbysmet
Místo: Moravská Třebová
Příspěvky: 27
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ laszky: [mathjax]n\in\mathbb{N}, n>2[/mathjax], ano je stejne. Chci dokazat, ze integral z fundamentalniho reseni rovnice vedeni tepla resi Laplaceovu rovnici [mathjax]\Delta h = 0[/mathjax], tj strcit laplace dovnitr, [mathjax]\Delta u = du/dt[/mathjax], z cehoz pak plyne, ze to fakt vyjde 0.

Offline

 

#5 18. 12. 2023 13:10

laszky
Příspěvky: 2363
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   195 
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ Jakbysmet:

Tak muzes treba zkusit najit maximum [mathjax]M[/mathjax] funkce [mathjax]u(t,x)=t^{-n/2}e^{-|x|^{2}/4t}[/mathjax] na intervalu [mathjax](0,\infty). [/mathjax]

Pak je [mathjax] {\displaystyle u(x,t) \leq \min\{M,t^{-n/2}\} \leq \frac{1+M}{1+t^{n/2}}},[/mathjax] a to uz by mohlo jit zintegrovat.

Offline

 

#6 18. 12. 2023 13:49

check_drummer
Příspěvky: 4650
Reputace:   101 
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ laszky:
Ahoj, z čeho plyne [mathjax] {\min\{M,t^{-n/2}\} \leq \frac{1+M}{1+t^{n/2}}}[/mathjax]?


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#7 18. 12. 2023 14:19

laszky
Příspěvky: 2363
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   195 
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ check_drummer:

Ahoj, pokud [mathjax] M \leq t^{-n/2}, [/mathjax] potom

[mathjax] {\displaystyle \min\{M,t^{-n/2}\} =  M =  M\frac{1+t^{n/2}}{1+t^{n/2}}  = \frac{M+Mt^{n/2}}{1+t^{n/2}} \leq \frac{1+M}{1+t^{n/2}} } [/mathjax]

Pokud [mathjax]  t^{-n/2}\leq M, [/mathjax] potom

[mathjax] {\displaystyle \min\{M,t^{-n/2}\} =  t^{-n/2} =  t^{-n/2}\frac{1+M}{1+M}  = \frac{1+M}{t^{n/2}+Mt^{n/2}} \leq \frac{1+M}{1+t^{n/2}} } [/mathjax]

Offline

 

#8 18. 12. 2023 15:17 — Editoval Jakbysmet (18. 12. 2023 15:25)

Jakbysmet
Místo: Moravská Třebová
Příspěvky: 27
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ laszky:
Hezke, nicmene oodhad potrebujeme pro derivaci, ne pro funkci samotnou. Ale diky, pro derivaci minimalne jedna cast vyjde podobne.
Pouzivame tuto vetu, kde [mathjax]\alpha = x_{i}, i=1,\dots , n, x=t[/mathjax]
https://i.ibb.co/PcVmxPj/Bez-n-zvu.png

Offline

 

#9 19. 12. 2023 10:02 — Editoval Jakbysmet (19. 12. 2023 10:02)

Jakbysmet
Místo: Moravská Třebová
Příspěvky: 27
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Prohození derivace a integrálu

No našel jsem majorantu na [mathjax](\varepsilon , +\infty)[/mathjax] pro libovolné kladné ε>0, doufám, že to stačí.

Offline

 

#10 19. 12. 2023 10:05 — Editoval Jakbysmet (19. 12. 2023 10:08)

Jakbysmet
Místo: Moravská Třebová
Příspěvky: 27
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ laszky: neni tady problem, ze M zavisi na x_i? Majoranta by nemela. V zavislosti na x_i to M bude jine.

Offline

 

#11 19. 12. 2023 13:35

check_drummer
Příspěvky: 4650
Reputace:   101 
 

Re: Prohození derivace a integrálu

laszky napsal(a):

↑ Jakbysmet:

Tak muzes treba zkusit najit maximum [mathjax]M[/mathjax] funkce [mathjax]u(t,x)=t^{-n/2}e^{-|x|^{2}/4t}[/mathjax] na intervalu [mathjax](0,\infty). [/mathjax]

Ale funkce u(t,x) není definována na intervalu [mathjax](0,\infty). [/mathjax] - x je z [mathjax]\mathbb{R}^{n}[/mathjax]


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Offline

 

#12 19. 12. 2023 19:07

Bati
Příspěvky: 2435
Reputace:   191 
 

Re: Prohození derivace a integrálu

Opakuju, ze nemuzes ocekavat, ze udelas tu zamenu rovnou na celem [mathjax]\mathbb{R}^n[/mathjax]. Zamen to na mezikruzi [mathjax]r<|x|<R[/mathjax], a jestli ma platit [mathjax]\Delta h=0[/mathjax] vsude, tak zbyva sikovne zalimit r->0.

Offline

 

#13 19. 12. 2023 19:18 — Editoval Jakbysmet (19. 12. 2023 19:21)

Jakbysmet
Místo: Moravská Třebová
Příspěvky: 27
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ Bati: vsak to jsem v podstate udelal, zamenil to na [mathjax](\varepsilon,+\infty)[/mathjax] pro kazde [mathjax]x_{i}[/mathjax], coz je nekonecne mezikruzi.
To jde pro libovolne [mathjax]\varepsilon > 0[/mathjax], ma to platit pro vsechna [mathjax]x\neq 0[/mathjax], cili to je ok.
Vzdy se da zvolit epsilon dostatecne male, abych to pro libovolne male kladne |x| prohodil.
(Doufam :)) )

Offline

 

#14 19. 12. 2023 19:44

Bati
Příspěvky: 2435
Reputace:   191 
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ Jakbysmet:
Jasne, ale to, ze [mathjax]h[/mathjax] je harmonicka na vsech mezikruzich jeste neznamena, ze je na celem [mathjax]\mathbb{R}^n[/mathjax], to musis overit zvlast (pokud to je tvym cilem, nevim).

Offline

 

#15 19. 12. 2023 20:42 — Editoval Jakbysmet (19. 12. 2023 20:42)

Jakbysmet
Místo: Moravská Třebová
Příspěvky: 27
Škola: MFF UK
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ Bati:
Chci na R^n \ {0}, tim padem to mam, ne?
Cilem je proste ukazat, ze h na R^n \ {0} resi laplaceovu rovnici.

Offline

 

#16 19. 12. 2023 22:49

Bati
Příspěvky: 2435
Reputace:   191 
 

Re: Prohození derivace a integrálu

↑ Jakbysmet:
Tak to potom staci.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson