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Differentialgleichungen für Studierende der Mikrosystemtechnik |
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Zur Zeit nehme ich eine Vertretungsprofessur an der TUM wahr und halte die Vorlesung Geometrische partielle Differentialgleichungen: eine Einführung |
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Seminar Partielle Differentialgleichungen auf Flächen
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Differentialgleichungen für Studierende der Mikrosystemtechnik |
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Inhalt: Das Ziel der Variationsrechnung ist es optimale Löungen einen Problems zu finden und ihre Eigenschaften zu beschreiben. [Details]
| Dozentin: | Paola Pozzi |
| Zeit: | Di und Do, 9-11 Uhr |
| Ort: | Hermann-Herder Strasse 10, Seminarraum 226 |
| Literatur: | Die Literatur wird in der Vorlesung bekannt gegeben. |
Die Aufgabenblätter werden laufend ergänzt.
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1. Übungsblatt (Besprechung am 29. April 2010): |
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2. Übungsblatt (Besprechung am 18. Mai 2010): |
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3. Übungsblatt (Besprechung am 10. Juni 2010): |
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4. Übungsblatt (Besprechung am 24. Juni 2010): |
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5. Übungsblatt (Besprechung am 08. Juli 2010): |
News:
| Geschrieben am | Inhalt |
|---|---|
| 24. Juni 2010 | Die Vorlesung vom Dienstag 29. Juni wird verschoben! Sie findet am Mi 30. Juni, 16-18 Uhr, im SR 226 statt. |
Inhalt: Partielle Differentialgleichungen auf Flächen treten in der Geometrie und in vielen Anwendungen auf. In diesem Seminar werden wir uns mit der Lösung von linearen elliptischen Differentialgleichungen auf einer gegebenen Flächen befassen. [Details]
| Zeit: | Mi, 16-18 Uhr |
| Ort: | Hermann-Herder Strasse 10, Seminarraum 226 |
Ablauf des Seminars:
Warnung: Das Seminar besteht aus Vorträgen, die stark aufeinander aufbauen. Deshalb sollte man früh mit der Vorbereitung anfangen.
Literatur:
| [P1] - Wloka J., Partielle Differentialgleichungen |
| [P2] - Deckelnick K., Dziuk G., Elliott C.M. : Geometric Analysis |
| [P3] - Dziuk G., Pozzi P. : Kurzskript zum Seminar |
| [P4] - Alt H.W. : Analysis III - Skript zur Vorlesung (WS 01/02) |
| [P5] - Dziuk G. : Kurzskript zum Seminar |
Termine
| Datum | Vortrag Nr. | Stoff |
|---|---|---|
| 22. Apr. | 1 | [P1] Section 1.2. Stichworte: Die Zerlegung der Eins. |
| 29. Apr.+6. Mai | 2 | [P1] Section 2.5 (ohne Satz 2.15), [P4] Seiten: 98-103. Stichworte: Differenzierbare Mannigfaltigkeiten. |
| 13. Mai | Pozzi | Differenzierbare Mannigfaltigkeiten. |
| 20. +27. Mai | 3 | [P1] Section 4.2 bis Ende Seite 93. Stichworte: Sobolevräume auf differenzierbaren Mannigfaltigkeiten. |
| 27. Mai +10. Juni | 4 | [P3] Seite 1-10. Stichworte: Differentialoperatoren auf Flächen, Integration auf Flächen. |
| 10. +17.Juni | 5 | [P3] Seite 11-22. Stichworte: Greensche Formel, Dirichlet Integral und Existenz schwacher Lösungen für die Poisson Gleichung auf Flächen. |
| 17. +24. Juni | 6 | [P2] Section 1.1- 1.2. Stichworte: Hyperfläche und Distanzfunktion. |
| 1. +8. Juli | 7 | [P2] Section 1.3 - 1.4 bis Seite 25 (ohne 'Graph representation', Def. 4, Theorem 1 und Gauss Krümmung); Section 1.5 auf Seite 26. Stichworte: Mittlere Krümmung, Partielle Integration. |
| 8. +15. Juli | 8 | [P3] Seite 23-24, [P2] Section 3.3 bis Seite 56 (ohne den Beweis von Lemma 17). Stichworte: Existenz schwacher Lösungen für lineare PDEs auf Hyperflächen, Diskretisierung, geometrischer Fehler. |
| 15. +23.Juli | 9 | [P2] Section 4.1 (ohne Beweis von Theorem 3) bis Seite 66.
Stichworte: Fehlerabschätzung für die Poisson Gleichung. |
| 23. Juli (Donnerstag!) | 10 | [P5] Seite 1-6 (Mitte).
Harmonische Abbildungen. |
News:
| Geschrieben am | Inhalt |
|---|---|
| 13. März 2009 | Ich werde am 19-20. März nicht erreichbar sein. |
| 6. April 2009 | Ich werde am 7.- 8.- 9. April nicht erreichbar sein. |
| 10. Juli 2009 | Die letzten Vorträge finden am Donnerstag 23. Juli ab 16 Uhr im HS Weismann-Haus statt. |
Inhalt: Geometrische Differentialgleichungen sind ein aktuelles Thema sowohl in der theoretischen als auch in der angewandten Mathematik. Wir werden uns vor allem mit einem Problem vierter Ordnung befassen. [Details]
| Zeit: | Mi, 16-18 Uhr |
| Ort: | Hermann-Herder Strasse 10, Seminarraum 226 |
Ablauf des Seminars:
Warnung: Das Seminar besteht aus Vorträgen, die stark aufeinander aufbauen. Deshalb sollte man früh mit der Vorbereitung anfangen.
Literatur:
| [P1] - Deckelnick K., Dziuk G., Elliott C.M. : Basic Geometric Analysis |
| [P2] - Dziuk G., Pozzi P. : Willmore-Fluss -Parametrisch , Kurzskript zum Seminar |
| [P3] - Dziuk G. : Computational Parametric Willmore Flow , Preprint Fakultät für Mathematik und Physik, Universität Freiburg Nr. 13 (2007) [pdf] |
| [P4] - Dziuk G., Elliott C.M. : Finite elements on evolving surfaces , IMA J. Numer. Anal. (2006) [pdf] |
| [P5] - Dall'Acqua A., Deckelnick K., Grunau H.-Ch. : Rotationally symmetric classical solutions to the Dirichlet problem for Willmore surfaces , Preprint Nr. 48/2007, Universität Magdeburg [pdf] [homepage]. |
| [P6] - Willmore T.J. : Riemannian Geometry , Oxford: Clarendon Press, 2002 |
Termine
| Datum | Vortrag Nr. | Stoff |
|---|---|---|
| 23.+30. Apr. | 1 | [P1] Section 2.1 und Section 2.2 (wobei der Beweis von den letzten drei Zeilen nicht verlangt wird). Stichworte: Hyperflächen, Tangentialer Gradient, Laplace-Beltrami Operator, Distanzfunktion. |
| 30. Apr.+7. Mai | 2 | [P1] Section 2.3 und Section 2.4 bis Ende Seite 26 (wobei der Beweis vom Theorem 1 nicht verlangt wird). Stichworte: Krümmung, Level-set und Graph-Darstellungen der Flächen. |
| 7.+21. Mai | 3 | [P1] Section 2.4 ab Seite 27 bis Ende (mit Beweis der Jacobi-Formel).
Stichwort: Parametrische Darstellung der Flächen. |
| 21. +28. Mai | 4 | [P2] Section 1 und 2. Stichwort: Erste Variation des Willmore-Funktionals. |
| 28. Mai +4. Juni | 5 | [P3] Section 2 und 3. Stichwort: Erste Variation des Willmore-Funktionals (ideal für die Diskretisierung durch FEM). |
| 11. Juni | 6 | [P3] Seite 10 (Teil von Section 6) [P4] Lemma 5.1 und Lemma 5.2. Stichwort: Konsistenz. |
| 18. + 25. Juni | 7 | [P3] Lemma 6.2 und Theorem 6.3. Siehe auch [P4] Lemma 5.3. Stichwort: Konsistenz. |
| 25. Juni + 02. Juli | 8 | [P3] Section 4, Section 5, und Section 7. Stichwort: Willmore Fluss und Stabilität. |
| 9. Juli | 9 | [P5] Section 2.1 und 2.2 ohne Lemma 1. Stichwort: Rotationsfläche als elastische Kurven in der hyperbolischen Halbebene. |
| 16. Juli | 10 | [P5] Lemma 1 aus Section 2.2, Anfang Section 3 und Section 3.1. Stichwort: erste Variation für das "hyperbolische" Willmore Funktional, obere Schranke für die optimale Willmore Energie. |
| 23. Juli | 11 | [P5] Section 3.2. Stichwort: Monotonie der optimalen Willmore Energie. |
| 23. Juli | 12 | [P5] Section 3.3. und Section 3.4 Stichwort: Minimierung des Willmore-Funktionals. |
| fällt aus | 13 | [P6] Theorem 7.3.1 Seite 276-278. Stichwort: Invarianz der Willmore Energie durch konforme Transformationen des Euklidischen Raums. |
| fällt aus | 14 | Beispiele am PC. |
News:
| Geschrieben am | Inhalt |
|---|---|
| 19. Feb. 2008 | Ich werde vom 31. Maerz 2008 bis einschliesslich 4. April 2008 nicht erreichbar sein. |
| 29. Feb. 2008 | Ich werde vom 14. April 2008 bis einschliesslich 18. April 2008 nicht erreichbar sein. |
| 19. Mai. 2008 | Ich werde vom 02. Juni 2008 bis 04. Juni 2008 nicht erreichbar sein. Die Sprechstunde findet diese Woche nach Vereinbarung statt. |
| 02. Juli. 2008 | Ich werde am 07. und am 08. Juli 2008 nicht erreichbar sein. Die Sprechstunde findet diese Woche nach Vereinbarung statt. |
| 17. Juli. 2008 | Am 23. Juli findet das Seminar vom 16 Uhr bis 20 Uhr statt.
Ich werde vom 21. Juli bis 25. Juli 2008 nicht erreichbar sein. |
Inhalt: Das Ziel der Variationsrechnung ist es optimale Löungen einen Problems zu finden und ihre Eigenschaften zu beschreiben. [Details]
| Dozentin: | Paola Pozzi |
| Zeit: | Do, 14-16 Uhr |
| Ort: | Hermann-Herder Strasse 10, Seminarraum 226 |
| Literatur: | Die Literaturliste finden Sie [hier] |
News:
| Geschrieben am | Inhalt |
|---|---|
| 22. Okt. 2007 | Wegen der Informationsveranstaltung Einführung in das Haputstudium Mathematik (14 Uhr c.t. im Hörsaal Rundbau Albertstr. 21a) muss die Vorlesung am 25. Oktober ausfallen. Die erste Vorlesung findet am 8. November statt (der 1. November ist Feiertag!). Die ausgefallenen Vorlesungen werden nach Absprache nachgeholt. |
| 07. Dez. 2007 | Zusatztermin: Dienstag 18. Dezember 2007, SR 226, 14-16 Uhr. |
| 17. Dez. 2007 | Am Dienstag 18. Dezember 2007 treffen wir uns um 14 Uhr vor dem Seminarraum SR 226. Danach gehen wir entweder ins Besprechungszimmer (Raum 121, 1.OG.) oder in den Hörsaal der Virologie, Hermann-Herder Str. 11 |
Inhalt: Geometrische Differentialgleichungen sind ein aktuelles Thema sowohl in der theoretischen als auch in der angewandten Mathematik. Wir werden uns vor allem mit einem Problem vierter Ordnung befassen. [Details]
| Zeit: | Mi, 14-16 Uhr |
| Ort: | Hermann-Herder Strasse 10, Seminarraum 226 |
Ablauf des Seminars:
Warnung: Das Seminar besteht aus Vorträgen, die stark aufeinander aufbauen. Deshalb sollte man früh mit der Vorbereitung anfangen.
Literatur:
| [P0] - Deckelnick, K., Dziuk, G., Elliott C.M. : Computation of geometric partial differential equations and mean curvature flow, Acta Numerica (2005), pp 139-232 [pdf] |
| [P1] - Deckelnick, K., Dziuk, G., Elliott C.M. : Basic Geometric Analysis |
| [P2] - Gilbarg, D., Trudinger, N.S. : Elliptic Partial Differential Equations of Second Order , Classics in Mathematics, Springer 2001 |
| [P3] - Dziuk, G., Pozzi, P. : Willmore-Fluss -Parametrisch , Kurzskript zum Seminar |
| [P4] - Deckelnick, K., Dziuk, G.: Error estimates for the Willmore flow of graphs , Preprint Fakultät für Mathematik und Physik, Universität Freiburg Nr. 25-04 (2004) [ps] |
| [P5] - Deckelnick, K., Dziuk, G., Elliott, C.M. : Fully discrete semi-implicit second order splitting for anisotropic surface diffusion of graphs , Preprint Fakultät für Mathematik und Physik, Universität Freiburg Nr. 03-20 (2003), to appear in SIAM J. Numer. Anal. [ps] |
Termine
| Datum | Vortrag Nr. | Stoff |
|---|---|---|
| 25. Okt. + 08. Nov. | 1 | [P1] Section 2.1 und Section 2.2 (wobei der Beweis von den letzten drei Zeilen nicht verlangt wird). Stichworte: Hyperflächen, Tangentialer Gradient, Laplace-Beltrami Operator, Distanzfunktion. |
| 08. Nov. + 15. Nov. | 2 | [P1] Section 2.3 und Section 2.4 bis Ende Seite 26 (wobei der Beweis vom Theorem 1 nicht verlangt wird). Stichworte: Krümmung, Level-set und Graph-Darstellungen der Flächen. |
| 29. Nov. + 06. Dez. | 3 | [P1] Section 2.4 ab Seite 27 bis Ende (mit Beweis der Jacobi-Formel). Stichwort: Parametrische Darstellung der Flächen. |
| 06. +13. + 20. Dez. | 4 | Partielle Integration: dazu [P0] Section 2.4 und [P2] Seiten 388-391 (die in dem Seminar übliche Notation benutzen!) Willmore-Fluss (parametrisch): [P3], Section 1, 2 und 3. |
| 10. + 17. Jan. | 5 | Gemischtes Verfahren für den Willmore-Fluss (parametrisch): [P3], Section 4. |
| 17. +31. Jan. | 6 | Der Willmore-Fluss im Graphen-Fall und dessen Diskretisierung: [P4] Section 1 und Section 2 bis ausschliesslich Lemma 2.1 (Section 2.1 in [P5] könnte hilfreich sein). |
| 07. Feb. | Dziuk | Beispiele am PC. |
| 14. Feb. | Pozzi | Mean curvature flow of graphs. |
News:
| Geschrieben am | Inhalt |
|---|---|
| 05. Sept. 2006 | Ich werde vom 25. September 2006 bis einschliesslich 6. Oktober 2006 nicht erreichbar sein. |
| 15. Nov. 2006 | Am 22. November 2006 fällt das Seminar aus. |
| 13. Dez. 2006 | Die Sprechstunde vom 8. Januar 2007 wird auf Mittwoch 10. Januar 2007, 16-17 Uhr, verlegt. |
| 10. Jan. 2007 | Am 24. Januar 2007 fällt das Seminar aus. |
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Zeit: |
Di, Do 11-13 Uhr |
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Ort: |
HS II, Albertstr. 23b |
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Dozent: |
Dr. Claus-Justus Heine |
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Assistent: |
Paola Pozzi, PhD |
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Literatur: |
Deuflhard P., Hohmann A. /Bornemann F. : Numerische Mathematik II (de
Gruyter 1991) |
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Übungen: |
Übungsblätter werden immer dienstags ausgegeben und am darauffolgenden Dienstag in der Vorlesung abgegeben. |
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Übungsgruppen: |
Do, 16-18 Uhr,
Hermann-Herder-Str. 10, Raum 226, Tutor: Arno Pauli |
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Praktikum: |
Mo, 14-16 Uhr (ab der 2. Woche) |
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Scheinkriterien: |
50 % der Punkte in den Übungsaufgaben
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0. Übungsblatt (Präsenzaufgaben) : |
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1. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 02.05.06) : |
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2. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 09.05.06) : |
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3. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 16.05.06) : |
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4. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 23.05.06) : |
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5. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 30.05.06) : |
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6. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 13.06.06) : |
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7. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 20.06.06) : |
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8. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 27.06.06) : |
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9. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 04.07.06) : |
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10. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 11.07.06) : |
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11. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 18.07.06) : |
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12. Übungsblatt (Abgabe bis Di, 25.07.06) : |
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1. Aufgabenblatt (Abgabe bis Mo, 15.05.06) : |
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2. Aufgabenblatt (Abgabe bis Mo, 12.06.06) : |
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3. Aufgabenblatt (Abgabe bis Mo, 26.06.06) : |
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4. Aufgabenblatt (Abgabe bis Mo, 17.07.06) : |
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Teil 1 (Di, 02.05.06): |
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Teil 2 (Di, 02.05.06): |
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Teil 3 (Di, 09.05.06): |
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Teil 4 (Di, 16.05.06): |
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Teil 5 (Di, 23.05.06): |
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Teil 6 (Di, 30.05.06): |
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Teil 7 (Di, 13.06.06): |
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Teil 8 (Di, 20.06.06): |
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Teil 9 (Do, 29.06.06): |
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Teil 10 (Di, 04.07.06): |
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Teil 11 (Di, 11.07.06): |
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Teil 12 (Di, 18.07.06): |
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Teil 13 (Di, 25.07.06): |
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Teil 14 (Do, 27.07.06): |
Inhalt: Geometrische Differentialgleichungen sind ein aktuelles Thema sowohl in der theoretischen als auch in der angewandten Mathematik. Wir werden uns vor allem mit einem Problem vierter Ordnung befassen. [Details]
| Zeit: | Mi, 14-16 Uhr |
| Ort: | Hermann-Herder Strasse 10, Seminarraum 111a |
Ablauf des Seminars:
Warnung: Das Seminar besteht aus Vorträgen, die stark aufeinander aufbauen. Deshalb sollte man früh mit der Vorbereitung anfangen.
Literatur:
| [P1] - Deckelnick, K., Grunau, H.-Ch.: Boundary value problems for the one-dimensional Willmore equation - Almost explicit solutions., Technical Report 05-02, University of Magdeburg. [pdf] [homepage]. |
| [P2] - G. Dziuk, E. Kuwert, R. Schätzle: Evolution of elastic curves in Rn: Existence and computation, SIAM J. Math. Anal. Vol. 33, No. 5, 1228-1245 (2002). [ps] [SIAM Journal on Mathematical Analysis] |
Hilfsmittel: Zusammenfassung häufig benutzter Sätze und Definitionen.
Termine
| Datum | Vortrag Nr. | Stoff |
|---|---|---|
| 26. Okt. | Pozzi | Voraussichtlich eine kurze Einführung mit Erläuterung von Begriffen aus der Variationsrechnung |
| 26. Okt.+ 2. Nov. | Pozzi | [P1] Section 1-2,3 bis
einschl. Corollary 2 Bemerkung: Section 1 dürfen Sie ab Seite 2, Zeile -14 anfangen. Da Sobolev Räume nicht als bekannt vorausgesetzt werden, ersetzen Sie H^2(0,1) \cap H^1_0 (0,1) und C^4([0,1]) \cap H^1_0 durch die Menge { u in C^4([0,1]) : u(0)=u(1)=0 }. |
| 2.+ 9. Nov. | 2 | [P1] Section 3 ab einschl. "Proof of Lemma 1", bis Ende der Arbeit Bemerkung: Da Sobolev Räume nicht als bekannt vorausgesetzt werden, ersetzen Sie H^2(0,1) \cap H^1_0 (0,1) und C^4([0,1]) \cap H^1_0 durch die Menge { u in C^4([0,1]) : u(0)=u(1)=0 }. |
| 16. + 23. Nov. | 3 | [P2] Section 2 bis einschl. Gleichung (2.9) |
| 23. Nov. | Pozzi | [P2] Section 2, Seite 1230 ab Zeile -6, also gleich nach der Gleichung (2.9), bis einschl. Lemma 2.2 auf Seite 1231 |
| 28. Nov. | 5 | [P2] Section 2, Seite 1231 ab Zeile 11, also gleich nach dem Beweis von Lemma 2.2, bis einschl. Gleichung (2.13) am Ende derselben Seite |
| 7. +21. Dez. | 6 | [P2] Section 2, Seite 1232, Lemma 2.4 und Proposition 2.5 Bemerkung: Von Lemma 2.4 beweisen Sie eine vereinfachte Version. Bitte bei mir weitere Unterlagen abholen! In Proposition 2.5 beweisen Sie die Gleichung (2.17) für den Fall k=2. |
| 11. Jan. | 7 | [P2] Section 2, die Lemmata 2.6 und 2.7 auf den Seiten 1232-1233. Ausserdem der Beweis der Poincaré'schen Ungleichung ohne optimale Konstante (s. Hilfsmittel). |
| ?? | Dziuk/Pozzi | Voraussichtlich ein kurzer Überblick über "short time existence" |
| 18. Jan. | 8 | [P2] Section 3, Theorem 3.1 |
| 25. Jan. | Pozzi | [P2] Section 3, Theorem 3.2 ohne Beweis der "subconvergency" |
| 1. Feb. + 8. Feb. | 9 | [P2] Section 4, ab Seite 1237 bis Ende. Das Computerprogramm wird zur Verfügung gestellt (wenden Sie sich bitte an Professor Dziuk). Es sollen neue Beispiele gerechnet werden. |
News:
| Geschrieben am | Inhalt |
|---|---|
| 13 Sept. | Ich werde vom 3. Oktober bis einschliesslich 10. Oktober nicht erreichbar sein. |
Inhalt: Das Ziel der Variationsrechnung ist es optimale Löungen einen Problems zu finden und ihre Eigenschaften zu beschreiben. [Details]