Differentialregning og differentialligninger

This volume presents an accessible overview of mathematical control theory and analysis of PDEs, providing young researchers a snapshot of these active and rapidly developing areas. The chapters are based on two mini-courses and additional talks given at the spring school "e;Trends in PDEs and Related Fields"e; held at the University of Sidi Bel Abbes, Algeria from 8-10 April 2019. In addition to providing an in-depth summary of these two areas, chapters also highlight breakthroughs on more specific topics such as:Sobolev spaces and elliptic boundary value problemsLocal energy solutions of the nonlinear wave equationGeometric control of eigenfunctions of Schrodinger operatorsResearch in PDEs and Related Fields will be a valuable resource to graduate students and more junior members of the research community interested in control theory and analysis of PDEs.

Das vorliegende Buch analysiert den zukünftigen Temperaturverlauf der Erdoberfläche mithilfe eines naturwissenschaftlichen Modells und gibt eine Übersicht über die Ursachen und Auswirkungen des Klimawandels. Der Inhalt umfasst außerdem relevante Daten und Fakten zu den Themen Kohlenstoffbudget, Demographie, Gletscher, Permafrost, Artenvielfalt, Mobilität und Extremwetter. Die rasche globale Reduzierung des CO2-Anstiegs auf Netto-Null ist eine dringende Notwendigkeit, um nachfolgenden Generationen ein menschenwürdiges Leben zu ermöglichen. Die Industriestaaten tragen als Hauptverursacher eine moralische Verantwortung, die erwähnte Reduzierung zügig umzusetzen und die Entwicklungsländer in diesem Prozess zu unterstützen. Das Buch richtet sich auch an Personen mit wenig Bezug zur Mathematik.Die Produktfamilie WissensExpress bietet Ihnen Lehr- und Lernbücher in kompakter Form. Die Bücher liefern schnell und verständlich fundiertes Wissen.

This textbook provides an introduction to methods for solving nonlinear partial differential equations (NLPDEs). After the introduction of several PDEs drawn from science and engineering, readers are introduced to techniques to obtain exact solutions of NLPDEs. The chapters include the following topics: Nonlinear PDEs are Everywhere; Differential Substitutions; Point and Contact Transformations; First Integrals; and Functional Separability. Readers are guided through these chapters and are provided with several detailed examples. Each chapter ends with a series of exercises illustrating the material presented in each chapter. This Second Edition includes a new method of generating contact transformations and focuses on a solution method (parametric Legendre transformations) to solve a particular class of two nonlinear PDEs.

Dieses Lehrbuch beruht auf fast 20 Jahren Erfahrung aus Vorlesungen und Examenskursen. Es richtet sich an Bachelor-/Master-Studierende wie an Studierende des gymnasialen Lehramts und ist speziell auf letztere zugeschnitten: Der Inhalt orientiert sich an den Anforderungen des bayerischen Staatsexamens; er wird durch 40 Examensaufgaben mit detaillierten Lösungen illustriert. Die ¿ von einer Vielzahl von Grafiken veranschaulichte ¿ Darstellung legt großen Wert auf möglichst widerstandsarme Lesbarkeit, ausführliche Erläuterungen, gründliche Motivationen und das Aufzeigen von Zusammenhängen. Zahlreiche (teils auch für die Oberstufe geeignete) Beispiele beleuchten die überragende Bedeutung von Differentialgleichungen in Natur, Wissenschaft und Technik.Inhaltlich liegt ein gewisser Fokus auf der qualitativen Theorie der Differentialgleichungen (insbesondere der Stabilitätstheorie), deren Ziel es ist, das Verhalten von Lösungen auch dann zu ¿verstehen¿, wenn man sie nicht explizit angeben kann.

This graduate textbook provides a self-contained introduction to the classical theory of partial differential equations (PDEs). Through its careful selection of topics and engaging tone, readers will also learn how PDEs connect to cutting-edge research and the modeling of physical phenomena. The scope of the Third Edition greatly expands on that of the previous editions by including five new chapters covering additional PDE topics relevant for current areas of active research. This includes coverage of linear parabolic equations with measurable coefficients, parabolic DeGiorgi classes, Navier-Stokes equations, and more. The ¿Problems and Complements¿ sections have also been updated to feature new exercises, examples, and hints toward solutions, making this a timely resource for students.Partial Differential Equations: Third Edition is ideal for graduate students interested in exploring the theory of PDEs and how they connect to contemporary research. It can also serve as a useful tool for more experienced readers who are looking for a comprehensive reference.

Dieses Buch ist Teil eines 6-bändigen Werks. Es befasst sich mit der Anwendung von Differentialgleichungen in diversen Bereichen der Physik und dem Ingenieurwesen. Dabei wird die Bilanzgleichung ins Zentrum der Betrachtung gerückt. Die Lesenden lernen Schritt für Schritt, wie ein konkret gestelltes Problem mit Hilfe sinnvoller Voraussetzungen und Idealisierungen modelliert, als Bilanz formuliert und formalisiert und die entstandene Differentialgleichung bzw. das entstandene Differentialgleichungssystem exakt oder numerisch gelöst wird. Dieses didaktische Konzept wird durchgehend sorgfältig und konsequent für jedes Teilgebiet angewandt und ermöglicht auf diese Weise den Studierenden die Bilanz als etwas Grundlegendes zur Beschreibung eines physikalischen Sachverhalts zu begreifen. Sämtliche theoretisch gewonnenen Ergebnisse werden in Worten festgehalten, teilweise mit Hilfe von Computersimulationen dargestellt und von vielen, konkreten, vollständig gelösten Beispielen begleitet.

Dieses Buch ist Teil eines 6-bändigen Werks. Es ist als Wegweiser für den Einstieg in die Modellierung von Populationen und deren Interaktion gedacht. Die Lesenden erfahren in nachvollziehbaren Schritten, wie ein Ökosystem unter sinnvollen Annahmen und Idealisierungen mit Hilfe von Differentialgleichungen modelliert werden kann und wie die bestehenden Modelle bei einem Eingriff des Menschen oder aufgrund der Berücksichtigung von Phänomenen wie etwa intra- und interspezifische Konkurrenz oder Begrenzung des Nahrungsangebots usw. angepasst werden müssen. Die dabei entstandene Differentialgleichung bzw. das entstandene Differentialgleichungssystem wird exakt oder numerisch gelöst, die Ergebnisse in Worten und mit Hilfe von Computersimulationen festgehalten und von vielen, konkreten, vollständig gelösten Beispielen begleitet.

Dieses 6-bändige Werk befasst sich mit der Anwendung von Differentialgleichungen in diversen Bereichen der Physik und dem Ingenieurwesen. Dabei wird die Bilanzgleichung ins Zentrum der Betrachtung gerückt. Die Lesenden lernen Schritt für Schritt, wie ein konkret gestelltes Problem mit Hilfe sinnvoller Voraussetzungen und Idealisierungen modelliert, als Bilanz formuliert und formalisiert und die entstandene Differentialgleichung bzw. das entstandene Differentialgleichungssystem exakt oder numerisch gelöst wird. Dieses didaktische Konzept wird durchgehend sorgfältig und konsequent für jedes Teilgebiet angewandt und ermöglicht auf diese Weise den Studierenden die Bilanz als etwas Grundlegendes zur Beschreibung eines physikalischen Sachverhalts zu begreifen. Sämtliche theoretisch gewonnenen Ergebnisse werden in Worten festgehalten und von vielen, konkreten, vollständig gelösten Beispielen begleitet.

This volume highlights contributions of women mathematicians in the study of complex materials and includes both original research papers and reviews. The featured topics and methods draw on the fields of Calculus of Variations, Partial Differential Equations, Functional Analysis, Differential Geometry and Topology, as well as Numerical Analysis and Mathematical Modelling. Areas of applications include foams, fluid-solid interactions, liquid crystals, shape-memory alloys, magnetic suspensions, failure in solids, plasticity, viscoelasticity, homogenization, crystallization, grain growth, and phase-field models.

This monograph provides a state-of-the-art, self-contained account on the effectiveness of the method of boundary layer potentials in the study of elliptic boundary value problems with boundary data in a multitude of function spaces. Many significant new results are explored in detail, with complete proofs, emphasizing and elaborating on the link between the geometric measure-theoretic features of an underlying surface and the functional analytic properties of singular integral operators defined on it. Graduate students, researchers, and professionals interested in a modern account of the topic of singular integral operators and boundary value problems - as well as those more generally interested in harmonic analysis, PDEs, and geometric analysis - will find this text to be a valuable addition to the mathematical literature.

In addition to expanding and clarifying a number of sections of the first edition, it generalizes the analysis that eliminates the noncausal pre-acceleration so that it applies to removing any pre-deceleration as well. It also introduces a robust power series solution to the equation of motion that produces an extremely accurate solution to problems such as the motion of electrons in uniform magnetic fields.

This book systematically establishes the almost periodic theory of dynamic equations and presents applications on time scales in fuzzy mathematics and uncertainty theory. The authors introduce a new division of fuzzy vectors depending on a determinant algorithm and develop a theory of almost periodic fuzzy multidimensional dynamic systems on time scales. Several applications are studied; in particular, a new type of fuzzy dynamic systems called fuzzy q-dynamic systems (i.e. fuzzy quantum dynamic systems) is presented. The results are not only effective on classical fuzzy dynamic systems, including their continuous and discrete situations, but are also valid for other fuzzy multidimensional dynamic systems on various hybrid domains. In an effort to achieve more accurate analysis in real world applications, the authors propose a number of uncertain factors in the theory. As such, fuzzy dynamical models, interval-valued functions, differential equations, fuzzy-valued differential equations, and their applications to dynamic equations on time scales are considered.

This monograph examines the stability of various coupled systems with local Kelvin-Voigt damping. The development of this area is thoroughly reviewed along with the authors' contributions. New results are featured on the fundamental properties of solutions of linear transmission evolution PDEs involving Kelvin-Voigt damping, with special emphasis on the asymptotic behavior of these solutions. The vibrations of transmission problems are highlighted as well, making this a valuable resource for those studying this active area of research. The book begins with a brief description of the abstract theory of linear evolution equations with a particular focus on semigroup theory. Different types of stability are also introduced along with their connection to resolvent estimates. After this foundation is established, different models are presented for uni-dimensional and multi-dimensional linear transmission evolution partial differential equations with Kelvin-Voigt damping. Stabilization of Kelvin-Voigt Damped Systems will be a useful reference for researchers in mechanics, particularly those interested in the study of control theory of PDEs.

This monograph is devoted to developing a theory of combined measure and shift invariance of time scales with the related applications to shift functions and dynamic equations. The study of shift closeness of time scales is significant to investigate the shift functions such as the periodic functions, the almost periodic functions, the almost automorphic functions, and their generalizations with many relevant applications in dynamic equations on arbitrary time scales.First proposed by S. Hilger, the time scale theory-a unified view of continuous and discrete analysis-has been widely used to study various classes of dynamic equations and models in real-world applications. Measure theory based on time scales, in its turn, is of great power in analyzing functions on time scales or hybrid domains. As a new and exciting type of mathematics-and more comprehensive and versatile than the traditional theories of differential and difference equations-, the time scale theory can precisely depict the continuous-discrete hybrid processes and is an optimal way forward for accurate mathematical modeling in applied sciences such as physics, chemical technology, population dynamics, biotechnology, and economics and social sciences.Graduate students and researchers specializing in general dynamic equations on time scales can benefit from this work, fostering interest and further research in the field. It can also serve as reference material for undergraduates interested in dynamic equations on time scales. Prerequisites include familiarity with functional analysis, measure theory, and ordinary differential equations.

Das Buch vermittelt Lösungsverfahren für partielle Riccati-Differenzialgleichungen (DGL). Diese DGL appliziert man zur mathematischen Beschreibung der Funktion von Faraday-Effekt-Stromsensoren. Ausgehend vom allgemeinen Lösungsverhalten erfolgt die Definition des individuellen sowie kollektiven Lösungsverhaltens einer beliebigen Gleichung. Reiner Thiele erklärt den Unterschied zwischen Individual- und Partiallösungen. Außerdem kreiert er Simulationsdiagramme und zeigt, dass es sich bei der Hardware um Regelkreise handelt.