www.vorhilfe.de
- Förderverein -
Der Förderverein.

Gemeinnütziger Verein zur Finanzierung des Projekts Vorhilfe.de.
Hallo Gast!einloggen | registrieren ]
Startseite · Mitglieder · Impressum
Forenbaum
^ Forenbaum
Status VH e.V.
  Status Vereinsforum

Gezeigt werden alle Foren bis zur Tiefe 2

Navigation
 Startseite...
 Suchen
 Impressum
Das Projekt
Server und Internetanbindung werden durch Spenden finanziert.
Organisiert wird das Projekt von unserem Koordinatorenteam.
Hunderte Mitglieder helfen ehrenamtlich in unseren moderierten Foren.
Anbieter der Seite ist der gemeinnützige Verein "Vorhilfe.de e.V.".
Partnerseiten
Weitere Fächer:

Open Source FunktionenplotterFunkyPlot: Kostenloser und quelloffener Funktionenplotter für Linux und andere Betriebssysteme
Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen" - Linear beschränkte Fkt.
Linear beschränkte Fkt. < gewöhnliche < Differentialgl. < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
Ansicht: [ geschachtelt ] | ^ Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen"  | ^^ Alle Foren  | ^ Forenbaum  | Materialien

Linear beschränkte Fkt.: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:04 Mi 14.03.2012
Autor: Sabrinchen101

hallo,
ich hab ne frage zur aufgabe:
ist die funktion auf R x [mm] R^2 [/mm] mit y=(y1, y2) linear beschränkt?
[mm] f(t,y)=t*\sqrt{|y1|}+sin(t)y2 [/mm]

meine idee:
ich muss zeigen, dass ||f(t,y)||=A(t)*||y||+B(t) ist.
dann hab ich [mm] ||f(t,y)||=||t*\sqrt{y1} +sin(t)y2||\leq ||t\sqrt{y1}||+||sin(t)y2||= t||\sqrt{y1}||+sin(t)||y2|| [/mm]
aber hier weiß ich nicht mehr weiter... kann mir jemand weiterhelfen??
danke

        
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:49 Mi 14.03.2012
Autor: cycore

Hallo Sabrinchen101,

> [...]
>  [mm]f(t,y)=t*\sqrt{|y1|}+sin(t)y2[/mm]
>
> meine idee:
>  ich muss zeigen, dass ||f(t,y)||[mm]\leq[/mm](!)A(t)*||y||+B(t) ist.
>  dann hab ich [mm]||f(t,y)||=||t*\sqrt{y1} +sin(t)y2||\leq ||t\sqrt{y1}||+||sin(t)y2||= t||\sqrt{y1}||+sin(t)||y2||[/mm]
>  
> aber hier weiß ich nicht mehr weiter... kann mir jemand
> weiterhelfen??

Das sieht ja schonmal nicht schlecht aus. Setzt du hier die Standard-(=Euklidsche) Norm an? Jedenfalls solltest du zunächst um [mm]t[/mm], [mm]y_1[/mm] und [mm]sin(t)[/mm] Beträge setzen. Dann solltest du dich davon vergewissern, dass [mm]|sin(t)|\leq |t|[/mm] ist für alle [mm]t\in\IR[/mm]; kannst du das für eine weitere Abschätzung verwenden? Nun hast du noch das Problem, dass für gewisse [mm]y[/mm] weder [mm]\sqrt{|y_1|}\leq y_1^2[/mm] noch [mm]|y_2|\leq |y_2^2|[/mm] gilt, aber das Problem solltest du mit einem hinreichend großen (du kannst ihn konstant wählen) Korrekturterm [mm]B(t)[/mm] beheben. Wie groß musst du [mm]B(t)[/mm] wählen?

Ich denke damit sollte der Rest kein Problem sein.

Gruß cycore



Bezug
                
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:16 Mi 14.03.2012
Autor: Sabrinchen101

danke für deine antwort!
stimmt das so?
[mm] =|t|*||\sqrt{|y1|}||+|sin(t)|*||y2|| \leq 2*|t|*||\sqrt{|y1|}||+B(t) [/mm]
mit [mm] B(t):=max{(\sqrt{|y1|},y2 )} [/mm]
das mit dem korrekturterm stimmt glaub ich echt nicht??

Bezug
                        
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:28 Do 15.03.2012
Autor: cycore

Hallo,

> danke für deine antwort!
>  stimmt das so?

Leider nicht ganz, aber das bekommen wir hin.

>  [mm]=|t|*||\sqrt{|y1|}||+|sin(t)|*||y2|| \leq 2*|t|*||\sqrt{|y1|}||+B(t)[/mm]

Wenn überall [mm]|sin(t)|\leq|t|[/mm] gilt, dann ist [mm]|sin(t)|\;\|y_2\|\leq|t|\;\|y_2\|[/mm] und du kannst nach dem Abschätzen [mm]|t|[/mm] ausklammern:
[mm]|t|*||\sqrt{|y1|}||+|sin(t)|*||y2|| \leq |t|(\sqrt{|y_1|}+|y_2|)[/mm] (Für reelle Zahlen ist es ja egal ob man [mm]|\cdot|\text{ oder }\|\cdot\|[/mm] schreibt...)
Nun ist [mm]\sqrt{|y_1|}+|y_2|\leq \sqrt{y_1^2+y_2^2} = \|y\|[/mm] leider nicht für alle [mm]\|y\|[/mm] erfüllt, aber es ist übrall [mm]|y_2|\leq\|y\|[/mm] und [mm]\sqrt{|y_1|}\leq\sqrt{y_1^2}\leq\|y\|[/mm]  zumindest für alle [mm]y_1[/mm] mit [mm]|y_1| \geq 1[/mm].
Jetzt musst du dir nur noch überlegen, wie viel größer [mm]\sqrt{|y_1|} [/mm] als [mm]\sqrt{y_1^2} = |y_1|[/mm] sein kann für [mm]-1\leq y_1\leq 1[/mm]. Das kannst du wirklich in einem Maximum ausdrücken, genauer: [mm]\max_{-1\leq y_1\leq 1}{\sqrt{|y_1|}-|y_1|}[/mm], wobei du dir dann aber überlegen musst wieso das existiert; Oder du findest einen Wert, sagen wir c, für den man leicht zeigen kann, dass [mm]\sqrt{|y_1|}-\sqrt{y_1^2}\leq c[/mm] gilt für [mm]|y_1|<1[/mm].
Wichtig ist nämlich, dass [mm]B[/mm] nicht von [mm]y[/mm] abhängt!
Wenn du [mm]c[/mm] gefunden hast steht da also
[mm]\|f(t,y)\|=\dots\leq 2 |t|\;\|y\|+c|t|[/mm]
(tut mir leid ich hab mich geirrt man sollte B nur schwerlich konstant wählen können)

>  
> mit [mm]B(t):=max{(\sqrt{|y1|},y2 )}[/mm]
>  das mit dem korrekturterm
> stimmt glaub ich echt nicht??

Gruß cycore

Bezug
                                
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:29 Do 15.03.2012
Autor: Sabrinchen101

okay...
kann man c=1 wählen?

Bezug
                                        
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:58 Do 15.03.2012
Autor: cycore

Ja, der maximale Wert ist [mm]1/4[/mm], aber einfacher ist es wenn du [mm]\sqrt{2}[/mm] nimmst. So würde ich es machen:

Starte mit [mm](\sqrt{|y_1|}-|y_1|)^2[/mm] und schätze es [mm]\leq 2[/mm] ab, indem du
1. die binomische Formel ansetzt,
2. [mm]|y_1|^2\leq|y_1|[/mm] benutzt,
3. [mm]2 |y_1|[/mm] ausklammerst und
4. zu guter letzt alle Faktoren (allesamt nicht negativ für [mm]|y_1|<1[/mm]) ungleich [mm]2[/mm] kleiner gleich 1 abschätzt.

Letzten endes geht es hier schließlich nur um die Existenz und nicht um möglichst kleine Werte...

Gruß Ben

Bezug
                                                
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:15 Do 15.03.2012
Autor: Sabrinchen101

cool danke :) jetzt hab ichs geblickt :)

aber es gibt noch ne zweite teilaufgabe. ich habs mal versucht, aber ich brauch wieder den ein oder anderen tipp
[mm] f(t,y)=e^{-t^2*|y1|}+y1*(1+y2^2)^{-1} [/mm]
ich hab dann wieder
[mm] ||f(t,y)||=||e^{-t^2*|y1|}+y1*(1+y2^2)^{-1}||=||e^{-t^2*|y1|}+\frac{y1}{1+y2^2}|| \leq (|e^{-t^2}|)^{||y1||}+\frac{||y1||}{||1+y2^2||} [/mm]


Bezug
                                                        
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:56 Do 15.03.2012
Autor: cycore

Hallo,

> [...] ich habs mal
> versucht, aber ich brauch wieder den ein oder anderen tipp
>  [mm]f(t,y)=e^{-t^2*|y1|}+y1*(1+y2^2)^{-1}[/mm]
> ich hab dann wieder
>  
> [mm]||f(t,y)||=||e^{-t^2*|y1|}+y1*(1+y2^2)^{-1}||=||e^{-t^2*|y1|}+\frac{y1}{1+y2^2}|| \leq (|e^{-t^2}|)^{||y1||}+\frac{||y1||}{||1+y2^2||}[/mm]
>

Drei Fakten die dir helfen sollten (wobei du dich natürlich noch von der Richtigkeit vergewissern solltest):
1. Wegen [mm]|1+y_2^2|\geq 1[/mm] ist stets [mm]\frac{|y_1|}{|1+y_2^2|}\leq |y_1| \leq\|y\|[/mm] ,
2. [mm]0
3. Für alle [mm]0
Jetzt kannst du [mm]A[/mm] und [mm]B[/mm] wirklich konstant wählen.


Bezug
                                                                
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:01 Do 15.03.2012
Autor: Sabrinchen101

ich bin mir nicht sicher, ob das so stimmt
[mm] \leq (|e^{-t^2}|)^{||y1||}+ c*||y||\leq [/mm] 1+c*||y||

um c zu berechnen, muss ich folgendes abschätzen
[mm] \frac{||y1||}{||1+y2^2||} \leq [/mm] c
aber da weiß ich nicht mehr weiter. ich weiß nur, dass der nenner >=1 ist.


Bezug
                                                                        
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:15 Do 15.03.2012
Autor: cycore

Hallo,
also die Abschätzung [mm]{e^{-t^2}}^{|y_1|}\leq 1[/mm] ist korrekt, aber wieso bringst du überhaupt dieses c ins Spiel? Sieh nochmal genau hin um zu erkennen, dass du dir das c sparen kannst (c=1), denn [mm]\frac{||y1||}{||1+y2^2||}\leq c[/mm] abzuschätzen ist doppelt gemoppelt, wenn du vorher schon [mm]\dots + c\|y\|[/mm] schreibst.

Bezug
                                                                                
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:15 Do 15.03.2012
Autor: Sabrinchen101

also, ist einfach <= 1+||y|| ??

Bezug
                                                                                        
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:23 Fr 16.03.2012
Autor: cycore

Wenn man den ersten Summanden [mm]\leq 1[/mm], und den zweiten [mm]\leq \|y\|[/mm] abschätzen kann, jap. Das ist genau worauf ich hinaus wollte...

Bezug
                                                                                                
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Frage (überfällig)
Status: (Frage) überfällig Status 
Datum: 20:43 Fr 16.03.2012
Autor: Sabrinchen101

okay, cool ;) danke :)
zur aufgabe gehört noch, wann die zugerhörige anfangswertaufgabe eindeutig ist?

also die anfangswertaufgabe ist ja u'(t)=f(t,u(t)), aber mehr weiß ich nicht...hast du nen tipp??

Bezug
                                                                                                        
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:03 Fr 16.03.2012
Autor: cycore

Hallo,
tut mir leid, da muss ich passen. Ich habs nicht so wirklich mit Differentialgleichungen und ich bin mir ohne die zugehörige Literatur zu unsicher um Tipps zu etwaigen Eindeutigkeitsaussagen zu geben.

Aber wenn ich das richtig in Erinnerung habe ist doch der zentrale Eindeutigkeitssatz für gewöhnliche Differentialgleichungen der Satz von Picard-Lindelöf. Vielleicht hilft das ja schon :/


Bezug
                                                                                                        
Bezug
Linear beschränkte Fkt.: Fälligkeit abgelaufen
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:20 Di 20.03.2012
Autor: matux

$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
Bezug
Ansicht: [ geschachtelt ] | ^ Forum "Gewöhnliche Differentialgleichungen"  | ^^ Alle Foren  | ^ Forenbaum  | Materialien


^ Seitenanfang ^
ev.vorhilfe.de
[ Startseite | Mitglieder | Impressum ]