1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Hàm Suy rộng CoLombeau 7

11 257 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Về bao hàm thức QlJ'(Rll) c y[Rll] (hàm suy rộng QlJ'(Rll) cũng là hàm colombeau)
Trường học Không có thông tin
Chuyên ngành Không có thông tin
Thể loại Không có thông tin
Năm xuất bản Không có thông tin
Thành phố Không có thông tin
Định dạng
Số trang 11
Dung lượng 2,14 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Luận văn Thạc Sĩ toán học-ngành Toán Giải Tích -Chuyên đề : Hàm Suy rộng CoLombeau

Trang 1

CHUaNG 3

MQT 56 KET QUA VE HAM SUY RQNG QlJ'(Rll)

Kh6ng gian cac ham suy r(>ng (jj)'(Rll)ra dai la m(>t ta't y€u, tuy v~y, s1f

thi€u v~ng phep loan quail tn;mg nhu phep nhan dff lam cho qua trlnh khao sat

@'(Rll) tra Den truu tuQng va h,;m ch€ v€ phuong phap

Trong phgn nay cua lu~n van se chung minh m(>t sO' m~nh d€ v€ s1f

nhilng qjY(Rll)vao y[Rll] da duQc phat bi€u trong [2] vdi hy v<;mgbudc dgu t~o

co sa ma r(>ng phuong phap khao sat (jj)'(Rll)nha c6ng ClJphong phil cua giai

tich cd di€n D6ng thai thli' ap dlJng cac k€t qua do d€ giai quy€t m(>tvai va'n

d€ ClJth€, don gian trong kh6ng gian (jj)'(Rll).

I vAl KIEN THUC Md DAD:

.Djnh nghla 3.1:

Gia sli'T E (jj)'(Rll),ta d~t

RT(cp,x) =<T(t), cp(t - x», cp E AI, X E Rll

M~nh di 3.2:

i) lim.f<p£(t-X)CD(X)dx = (O(t), Vcp E ,d1, CDE (jj)(Rll)

£ >0

R"

ii) Vdi T E QlY(Rll),ta co

<T, CD>= lim+ fRT(CPE' x)CD(x)dx, Vcp E ,AI, CDE (jj)(Rll)

Chang minh:

i) La'y day Ek -+ 0+ khi k -+ + 00 , ta co

(

t- x

JCD(x)dx

Trang 2

= hm+ f<p (u)W(t-uE:k)du (d6i bie'n u =I-X)

suy fa: £ ->0+hm f<P£(t-x)w(x)dx-w(t),

= hm f<p(u)w(t - UE:k)du - f<p(u)w(t)du

£k->O+

=6'~~+ f<pCu)[ w(t - UE: k ) - w(t) ]du

SUp p'p

do co, cp E @(Rll) Den I cp(u)I, Ico(t - UEk)I, Ico(t)I < c d6ng thai co, cp lien tlJc va suppcp compact Suy ra

hm <p(u)[W(t-UE:k)-W(t)]= 0 va I cp(u) [co(t - UEk)- co(t)] I < c2

£k ->0+

A.p dlJng dinh ly hQi W bi ch~n cho day ham

ta duQc

fk(u) =cp(u)[co(t - UEk) - co(t)]

hm f<p(u) [w(t-UE:k)-w(t)]du = 0

£k ->0+

sup p'p

.

im f<p6'(t- x) w(x)dx = wet)

6'->0+

R"

ii) duQc suy ra tu i, tu dinh ngh'ia tich phan, tu Hnh tuye'n tfnh lien Wc cua

T va cac ham cp, co E @(Rll)

Vi dl,l3.3:

+ Vdi 8 la ham Didc: <8, co> =coCO),V co E qj)(Rll) ta co

Rb(cp, x) = cp(-x), Vcr E Jib Vx E Rll

{

I n€u x > 0 + Vdi ham Heaviside: H: R ~ R, H(x) = /

0 neu x < 0

Trang 3

Taco RH(cp,x)= fcp(t-x)dt

0

Cho R( cp,x) E dl1Ril] Khi do voi m6i co E @[Ril] luon t6n t(;lis6 hI nhien

N sao cho \:f cpE ~dN ta luon co:

}~~ fR(CPc,x)w(x)dx =0, \:fcp E ~dN R"

Chang minh:

Ta co K =suppco la t~p hQp compact Do R( cp,x) E dt:[Ril] lien co s6 tlf

nhien N} va day Y E r sao cho voi m6i cpE ~q (q ~ N) d€u t6n t(;li2 s6 dl1dng C} va 11thoa:

&1

do day y(q) tie'n toi +00lien co th~ chQn q du IOn (q ;:::N ;:::N}) d~ y(q) > Nt,

\:fq;:::N Khi do I R(cp£,x) I ::; C} Ey(q)-Nl ~ 0 khi E ~ 0+,

ChQn day Ek ~ 0+ sao cho Ek E (0,11).

Voi cpE ~dq (q ~ N) va do co(x) bi ch~n lien ta co:

I fR(cp"k,X)W(x)dxI = I fR(cp£k,x)co(x)dx I ::; IIR(CP£k,x) Ilco(x)ldx

K

V~y" 70+lim fR(cp",x)w(x)dx = 0 dung voi mQi cpE~ q

R"

Mfnh d€ 3.5: (Da phat bi~u va chung minh trong [8]).

Voi co E Ql)(R)ta co

fw(x)du = 0<=>::3 co* E @(R) thoa (co*)' = co.

R

Trang 4

II VE BAO HAM THUC QlJ'(Rll) c y[Rll]

(Ham suy rQng QlJ'(Rll)cling la ham Colombeau)

Trong ph~n nay chung Wi chung minh cac mt%nhd€ da: du'Qc phat bi€u

trong [2] v€ va'n d€ nhung kh6ng gian qj)'(Rll) vao kh6ng gian Colombeau

q[Rll].

-Mfnh di 3.6:

Vdi T E qj)'(Rll), ta co RT(cP,x) E ~M[Rll]

Chang minh:

V di t?P compact K c Rll va da chi so a GQi ~ la qua c~u dong co Him t<;li

goc 0 va chua t?P compact K khi 8 dli nho (0 < 8 < 11< 1) ta se co t - X E

8 Stipp cpkeo theo t E B (dung vdi mQi x thuQc K)

Sur fa f(l) =<pea)(1~ x) E fl)(B)

Do T E f!l)'(Rll)va B cling la t?P compact lien co so tl! nhien k va so

du'ong C1 d€

<T,<p(aJ(t:X»IClllf(t)IIk =c11Icp(aJllk~Cl'S\ ,cz ChQn N = k + n + I a I , khi do vdi m6i cPE J'£N ta co

I Du RT«pc, x) I = loa <T(t), <p, (t - xJ> I = En.!j a I < T(t), <p(u)( t ~ x) >

~ sn+llal+kC1CZ= s~ ' dung \Ix E K, \18 E (0, 11)

V?y RT(cp, x) E ~M[Rll].

Trang 5

.Mrnh d€ 3.7:

f!j)'(Rll)la khang gian tuye'n tinh con cua y[Rll] nhd phep nhung

Trong do

j: @'(Rll) + y[Rll]

jeT) =RT( cP,x) + ,h[Rll]

Chung minh:

+ j la anh x~ tuye'n tinh dU<;1csuy ra tu dinh nghla cua RT(cP,x) va tinh tuye'n tinh cua T

+ Bay gid chung minh j la don anh tuc la tu gia thie't jeT) =0 trong

y[Rll] cgn suy ra T =0 trong f!j)1(Rll)

Th~t v~y, do jeT) =0 lien RT(cp, x) E u11Rll]

Voi co E f!j)(Rll),t6n t~i s6 tlf nhien N sao cho

!~~ fRT(q>",x)m(x)dx= 0 , vcp E u4q (q ~ N) (m~nh d~ 3.4)

R"

ma <T, co>=,, >0+hm fRT(q>c'x)m(x)dx (m~nh d~ 3.2)

R"

~ <T, co> =0, vco E Qj)(Rll).

V~y T =0 trong f!j)'(Rll).

.Mrnh d€ 3.8:

Cho T E f!j)'(Rll)va R(cp, x) la mQt d~i di~n cua jeT) (j la phep nhung trong m~nh d~ 3.7) khi do voi m6i co E @(Rll) luan t6n t~i s6 tlf nhien N sao

cho VcpE YiN ta co

1

.

im fR(q>",x)m(x)dx =<T, co>

,, >0+

R"

Chung minh m~nh d~ nay dU<;1csuy ra tu 3.4 va 3.2

Trang 6

M?nh di 3.9:

Voi f(x) E COO(Rll),ta co

Rl(CP, x) = ff(t)<p (t-x)dt va R2(CP,x) = f(x)

R"

la hai d'.li di~n cua mQt ph~n tii' trong q[Rll].

Chang minh:

C~n chung minh Rl(CP, x) - R2(CP,x) E u11Rll]

(vlly do ky hi~u, lien chi chung minh tru'ong hQp n = 1).

Th~t v~y: voi t~p hQpcompact K c R va da chi s6 a

+ Khi a =0:

Ta co I Do- R1(CPE,x) I = I Rl(CPE,x) I = I ~ff(t)<P(

t-x

) dt

I

C:R c:

= I ff(x+uC:)<p(u)du I

R

(d01 len u;>' b'A" =-t-x => t =x + UE).

E

=>

I Do- R1(CPE,x) - Do- R2(CPE'x) I = I ff(x+uc:)<p(u)du- ff(x)<p(~)du I

= I fcP(u )[ f (x + U6') - f (x)] du I

GQi B la qua c~u dong Him t'.li g6c 0 chua K

Voi E du be (0 < E < 11< 1) ta se co U E Stipp cPkeo theo t E B

ChQn N =1, y(q) =q + 2,

Voi cP E x1q\ x1q+l, khai tri6n Taylor ham f(x) t'.li x Wi cap q ta du'QC

f(x + U E) - f(x) =LUJEJf(x).-;-+uq+lEq+lf (8)

Trang 7

trong d6 8 n~m giua x va x + liE,voi x va t thuQCB lien 8 cling thuQc B sur ra

I cp(u)uq+lf (8) (q+ 1)' I ::;CI (CI phl;l thuQc cp), sii'dl;lng R fuP<p(u)du=0 (1 ::;~

::;q) ta du'Qc

If<p(x)(f(x + u&)- f(x)du I = If<p(u)& q+l uq+lf (q+l)(8). 1 I

< C q+lC =C y(q) (c la do do cua Sti pp m).

E

+ Khi a ~ 1: lam tu'dng tlf nhu' tren, thay VI v~n dl;lng cong thuc Taylor

(a)

voi ham f(x), bay giOla ham g(x) = f (x) ta cling du'Qcdi~u c~n chung minh V~y [RI - R2]E JV[R] Do d6 RI(CP,x) va R2(cp,x) la hai d(;lidi~n cua mQtph~n tii'trong y[R].

M~nh dl 3.10:

qj)'(Rll)la khong gian tuye'n tinh con thlfc slf cua y[Rll] (hi~u theo nghla

nhung).

Chang minh:

Ta tha'y 82 thuQc y[Rll] nhu'ng khong thuQc qj)'[Rll].

Th~t v~y: Gia sa 82 = T E 9lJ'(Rll)khi d6 (j trong y[Rll], T se c6 hai d(;li

di~n la RI(CP,x) = cp2(-x) va R2(CP,x) =RT(cp, x) => [RI - R2]E JV[iRll] lien

voi m6i co E qj)(Rll)d~u t6n t(;lis6 tlf nhien N sao cho VcPE J1q (q ~ N) ta d~u

c6

!~~ feR! -R2)«PE,x)OJ(x)dx = 0

R"

(m~nh d~ 3.4)

ma E~Olil11fR2 «p",x)w(x) dx = <T, co>, Vcp E J11

R"

(m~nh d~ 3.2)

sur ra !~~ fRI «pI"x)OJ(x)dx =<T, co>, Vcp E J1q (q ~ N)

R"

m~t khac: ,,~o+lim fRI «pI"x )OJ(x)dx = lil11 1'->0f<p~(-x) OJ(x) dx

R" R"

Trang 8

(d01A!' blen U''" = - -x )

E

= lim(-lY 2- fcp2 (u)OJ(-uE:)du, K = Stipp cpla t?P compact

17 ->0+ E:n

K

Bay gio chQn day Ek ~ 0+ va co E QlJ(Rn) sao cho coCO)*- 0, sa d\lng tinh

compact cua K, tinh bi ch~n cua cp,cova v?n d\lng dinh ly hQi W bi ch~n cho

day ham fk (u) = cp2(u) co(-UEk) ta duQc

lim+ fcp2(u)co(-UEk)du = fcp2(u)CO(0)du = coCO)fcp2(u)du *-0

Ek~O KKK

suy ra Jim (_1)n+ ~n fcp(U)co(-UEk)du = 00

do do lim fRI(CPe'x) OJ(x) dx =00

17 ->0+

R"

di~u nay mall thu~n vdi lim fRJCPe, x) OJ(x)dx = lim fR2(CPe,x)OJ(x)dx

17 ->0+ 17 ->0+

R" R"

= <T, co>

(da co duQctu ph~n tren cua chung minh)

V?y 82 ~ QlJ'(Rn).

.M~nh di 3.11:

V di T E QlJ'[Rn]ta co:

i) D~RT(CP,X) = R a (cp,x)D T

ii) D<Xj(T) =j(D<XT)

Chang minh:

i) D~RT(CP,x)=D~ <T(t),cp(t-x) > = <T(t),D~cp(t-x»

Trang 9

=<T(t), (-1) Ia I <p(a)(t - x» =(-1) I a I < T(t), <p(a)(t- x»

RDaT «p,x) = < DaT(t), <pet- x) > = (_1)1 a I < T(t), D~<p(t - x) >

=(_1)lal <T(t), <p(a>Ct- x»

nhu v~y ta co i)

con ii) ducjc suy ra tn!c ti€p tu i)

III MOT SO KET QUA KHAC:

Cae phuong trlnh Y' =0, Y' =T trong [!J)'(R)dff ducjc giai trong [8] b~ng

phuong phap thac tri~n toan ta tuye'n tinh Trong ph~n nay chung Wi lieU each giai khac dtja tren co sa cae ke't qua dff d~t ducjc khi khao sat cae ham Colombeau.

* Gia sa Y E [!J)'(R)la nghi<$mcua phuong trinh, tu m<$nhd~ 3.11

=> R'y«p, x) =RY'«p, x) =Ro«p, x) =0, V<p E xiI, X E R.

Ta tha'y: Khi c6 dinh <PI E J'iI, voi m6i co E [!J)(R),t6n t~i duy nha't

COoE [!J)(R) thoa co(x) =<PI(x) fm(~)d~+wo(x)va fmo(~)d~ =o.

Ta co <Y, CO>=Ii-+O+!imfRy(cpli,x)m(x)dx, <p E J'il (M<$nh d~ 3.2)

R

=> <Y, co> = !~~

[R fRy (cp0"X)CPI(x)dx fm(C;)dC; + fRy (cpIi' x)mo (X)dX R R ]

M~t khac Ii-+O+!imfRy (CPIi'X)cpJ(x)dx =< Y,cpJ >= a E(['

R

lim fRy (CPIi,x)mo (x)dx = lim

~

l

+oo

- JR" «j>pX)[WoC';-)d';-dx] ~ 0

Trang 10

Suy fa <Y, co>=- fam(x)dx

R

NguQc l:;ti, khong ma'y kho khan khi ki~m l:;ti dng mQi ham

<Y, co> = - fam(x)dx (a la hang s6 thuQc <C)d€u nghit%mPT 3.12.

R

V~y nghit%mcua phuong trlnh 3.121a ham hang theo nghia phan b6.

.Phztdng trinh 3.13: Y' =T tfong f!/j'(R)

* Gia sa Y E f!/j'(R)la nghit%mcua phuong trlnh

=> R'y(cp, x) =Ryo(cp, x) =RT(cp, x), Vcr E J<£1,x ER.

c6 dinh cp E ,;:21, voi m6i co E f!/j(R), t6n t:;ti duy nha't COoE f!/j(R).

Thoa co(x)=CPl(X)fm(()d( + coo(X)va fmo(x)dx= O.

Ta co <Y, co>=,,~o+hm fRy«p",x)m (x)dx

R

= !~~

[ R fRy «p",x)<p}(x)dx fm(()d( R + fRy «p",x)mo(X)dx R ]

Ma li~ fRy «P",X)<PI (x)dx = < Y,<p} >= a EC

C~O

R

hm fRy«p",x)mo (x)dx = lim

[

- JR', (q>"X)}j)o(.;)d~ch]

x

= 0- hm fRT«P",X) fmo(()d(dx

,,~o+

x

= - < T, fcoo(~)d~ >

Trang 11

(do MD 3.5 lien JO)o(~)d~E QiJ(R

-00

suy fa:

x

<Y, 0» = fam(x)dx - < T, fmo(~)d~ >

* NguQc l~i, ta co th€ ki€m duQc ding mQi ham

x

< Y,m >=- < T, fmo(~)d~ > + fam(x)dx d~u thuQc QiJ'(R)va thoa PT 3.13

R

(tfong do fmo(x)dx=O, m(t)=<1'I(t).fm(x)dx+mo(t), CP1c6 dinh thuQc J41,

con a la h~ng s6 phuc thuQc <C

x

V~y nghi~m cua phudng trlnh 3.13 la ham suy fQng < T,- fmo(~)d~ >

-00

cQng vdi ham h~ng (theo nghia phan b6}

Ngày đăng: 10/04/2013, 17:16