Luận văn Hàm suy rộng colombeau
HÀM SUY RỘNG COLOMBEAU
VŨ VĂN TĨNH
Trang nhan đề
Lời mở đầu
Mục lục
Chương0: Nhắc lại một số khái niệm và ký hiệu
Chương1: Một số kiến thức chuẩn bị về hàm Colombeau.
Chương2: Một số kết quả về phương trình vi phân.
Chương3: Một số kết quả về hàm suy rộng D'(Rn).
Thay lời kết
Phụ chương
Tài liệu tham khảo
12 trang |
Chia sẻ: maiphuongtl | Lượt xem: 2281 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận văn Hàm suy rộng colombeau, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHUaNG I
MOT s6 KIEN THUC CHUAN BI. .
VIE HAM COLOMBEAU
I. T~P'H<)PtYiq
.Dinh nghla1.1:
Voi q =1,2,... ta gQiudqla t~phQpcachamcpE @(Rll)thoacacdi~u
ki~nsail:
f <pet)dt = 1
R"
Ita <p(t)dt =0
R"
vail:::; lal:::; q
.H~qua1.2:
n
Vai ~(A)=(27r)-Zfe-iAx<p(x)dx, (A E Rll) la anhFouriercuacp(x)thuQcudq,
R" .
taco:
n
1\ --
i) cp(O)=(211:)2
ii) Da ~(O)=0, 1:::; I a I :::;q
Changminh:
n n
i) ~(O)=(27r)-z f <p(x)dx=(27r)-Z
R"
---------
ii) Theo [1]taco «iA)~Da;)(A) =D~((-ix)acp(X))(A)
5
ChQn~=(0,0, ...,0) taco
A ~
=>Da <peA)= (-iX)lh <p(x)(X)
A ~ na /'" a .. ~ -- f=>D <p(0)= (-IX) <p(X)(O)= (2JZ")2 (-ixt<p(x)dx=0
R"
-Bjnh Ii 1.3:
i) ,;4q=I-0 voi mQiq = 1,2,...
ii) ,;41=:;,;42=:;... =:;,;4q=:;..;4q+1=:;...
CX)
iii) n ,;4q=0
q=l
Chang minh..
(Vlly do ky hi~ulien chI chungminh tHronghQpn = 1)
i) GQi <pet)E YJ(R) thoa f<p(t)dt= 1(trong rdJ(R)hi€n nhienco hamnhu
R
v~y).
Bay giOta xet day ham sail day:
<P1(t)=<pet)+al<P'(t)
() ()
(q+1)
<Pq+1t = <Pqt + aq+1<P (t)
Ta luon tIm duQcaq thichhQpthuQcC d€ <PqE ..dq
Th~tv~y:
Voi q = 1ta co:
f<pj(t)dt= f<p(t)dt+a}f<p'(t)dt
R R R
= 1 + al.O
= 1
6
Jt<pj(t)dt=Jt<p(t)dt+ajJt<p'(t)dt
R R R
= Jt<p(t)dt - a] J<p(t)dt
R R
= Jt<p(t)dt-a\
R
=>ChQn a] =Jt<p(t)dt ta se COCPlE --Jd1
R
Voi qtuyY thuQcN: quyn~ptheoq tasetimduQcaq E C d€ CPqE ,Jdq
ii) DuQcsuyratn!cti6ptudinhnghla.
iii) Giasa
(jJ
n .Jdq* 0
q=1
=>t6n t~icPE ~q, q =1,2,...
Theo[1],voidinhly Paley-Wienertaco:
A
<p(~),~E <C
lahamnguyenthoa:yoi mQiN >0,t6nt~iCN>0,yoi mQi~E C tad~uco:
I
I\
(.\:) I <CNexp(Rllm~l)(1) U 1
, ?;:: " ?,.:' d" b/ k/ hR
cP'? - N ' R a qua cali tam (j goc tQa Q, an III ,
(1+I ~I)
/\
chuaStippcpoKhai tri€n Mclaurinhamnguyencp(~)t~ig6ctQadQva sad\lng
1\
Do. cp(O) =0voimQidachIs6a ( I a I ~ 1)tathuduQc:
1\ 1\ j
cp(~)= cP(0) = (2;r)-2:, voi mQi ~ E <C.
7
Khi lay~E R vachoI ~I c1ulOn,taseco c1U<;1cmallthu~nvoi batc1~ng
thuc(1).
V~y
r:JJ
n ~q =0.
q=l
II. s6 PHUC SUYRONG
.Djnh nghla1.4:
Voi cp(x)E QlJ(Rn),tac1i;itCPE(X)=~cp
(
~
J
, x ERn, E>O.
En E
Tli c1inhnghla1.1,1.4vadungphudngphap c16ibie'ns6tad~dangchung
minhc1lfdch~quasailc1ay.
.Hf qua 1.5: Ne'ucPE ,>:iqthl CPE ~q .
. Djnhnghla1.6:
i) $'0 la t~phQpcachamR(cp)tli ,->:ilVaGC.
ii) $'Mla t~ph<;1pcachamR trong$'0 ,thoac1i~uki~n:t6nt'.lis6tlfnhien
N E N (N phl;l thuQc R) saG cho voi m6i cPE ~N c1~utlm c1U<;1c2 s6
dudngC va 11c1€ I R( CPE)I ~ ~, '\IEE (0,11).E
iii) J lat~ph<;1pcachams6R(cp)trong$'0' thoac1i~uki~n:
T6n t'.lis6tlf nhienN E N va dayy E r (N, yphl;lthuQcR) saGchovoi
m6i cPE ,>:iq(q ~N) c1~utlm c1u<;1c2 s6 dudngC va 11c1€ I R(CPf;) I ~ CEy(q)-N,
'\IE E (0, 11).
.Djnh ly1.7:
i) $'Mla mQtvanhvoi phepcQngvanhananhX'.l.
ii)J lamQtIc1eancua$'M
(Chung minh c1inhly nay xin trlnh bay (j ph~nphl;lchudng)
8
.fJjnh nghla1.8:
T~phQpcac s6 phuc suyr<)ngla vanh thudng ~M/J, kyhi~ula C.
.M~nhdi 1.9:C la vanhconcuaC nhophepnhungj: C ~ Ctrongdovdi
ZE<Ctacoj(z) =R(CPIJ+J
ddoR(CPE)=Z, Vcp E~Y11,V8>0.
Changminh:
+j la anh x:;tVI: chc,>llN =1=> V cP=~Y11taco:
I R( CPE)I =I Z I::;; ~,vdiC =I z I , 11=1,8 E (0, 11)8
=> R(cp) E ~M =>j(z) E C.
+j lad6ngc§uvanh:hi~nnhien
+j la donanhVI:
n€uj(z) =0 E C.
=>R(cp)EJ
=>T6n t:;tis6N E N va dayy E r d~vdi cPE ~~q(q :2:N) d~uco hai s6
du'ongC, 11saocho
I Z I =I R(CPE) I ::;; C.8;q) =C 8y(q)-N~ 0khichQnqduldnsaocho y(q)>N8
vacho8~ 0+.
Suyraz=0 E C
Tli m~nhd~trentacoz EJ q Z=0 (duQchi~utheonghlanhung).
ID.HAMSUYRONGCOLOMBEAU
Ky hi~u:~O[Rll]la t~phQpcac anhx:;tR tli ~l x Rll vao <Cma khi c6
dinhcPtaduQcR(cP,x) khclvi mQic§ptheox.
9
.EJjnh nghia1.10:
T~p h<jp$'M[Rll]g6m cac ham R(cp,x) trong $'0[Rll] thoa vdi mQI
t~pcompactK c Rll va dachi s6a d~ut6ntqi s6h! nhienN EN saochovdi
m6icpE JiN d~uHmdu'<jc2 s6du'dngC va 11d~ I oCtR( CPf;,x) I ~ ~ dungE
Vx E K, VE E (0,11)(trongdooCtRia dqohamdip I a I cuaR theobienx).
.EJjnhnghia1.11:
T~ph<jp.A1Rll]g6mcachamR(cp,x) cua $'0[Rll] thoa vdi mQi t~p
compactK c Rll va dachi s6a d~ut6ntqi s6tt!nhienN va dayY E r saocho
vdim6icPE Jig (q~N) d~uHmdu'<jc2 s6du'dngC va 11d~:
C Er(g)
I oCt R(CPf;,x) I ~ . N dung Vx E K, VE E (0,11).
E
.EJjnh Ij 1.12:
i) $'M[Rll]la mQtvanhvdiphepcQngvanhananhXq.
ii) QJf/[Rll] la ideancua $'M[Rll]
(xin trlnhbayb~ngchungminhdinhly nayd phgnphl;!chu'dng)
.EJjnhIj 1.13:
T~ph<jpcachamsuyrQngColombeaula vanhthu'dng$'M[Rll]/./11Rll].
Ky hi~ula y[Rll].
Tudinhnghla1.13tacocacdi~usailday:
+ M6i hamsuyrQngColombeaulamQtlOptu'dngdu'dngcodqng:
G =R(cp,x) +./11Rll],R(cp,x) E $'M[Rll]la mQtdqidi~ncuaG.
+PhepcQngvaphepnhanhaihamsuyrQngColombaeudu'<jcth\fchi~n
nhu'sail:
10
G1 + G2 =Rl(cp,x) +R2(cp,x) +J1;[Rll]
G1.G2=Rl(CP,x).R2(cp,x) +J1;[Rll]
Trongd6R1(cp,x) la d(;lidi~ncuaG1,R2(cp,x) la d(;lidi~ncuaG2.
IV. GIA.TRJ CUA HAM SUY RONG COLOMBEAU T~I Xo E Rll
.FJjnh nghia 1.14.-
Gia tri cua ham suy rQngColombeau G t(;liXo E Rll la so phuc suy rQng
R(cp,xo)+:J E C.
Trongd6R(cp,x) la mQtd(;lidi~ncuaG trong~M[Rll].
D~dinhnghla1.14hejpl~c~nphaichungminhhai di~usailday:
i) R(cp,xo)E ~M
ii) Dinh nghla1.14khongphl;!thuQcvaod(;lidi~n.
Th~tv~y:
i) La'yt~pcompactK c Rll chuaXo,dachI soa, I a I =O.
Do R(cp,x) E ~M[Rll] t5n t(;liso tlf nhien N d~vdi m6i cpE udN,d~utIm
du'ejc2 so du'ongC va 11saocho:
IDa R(CPE'x) I ~ ~, Vx E K, VE E (0,11)
E
=> I R( CPE,xo) I ~ ~
E
=> R( cp,xo) E ~M
ii) Gia saR1,R21ahaid(;lidi~ncuaG.
=>(Rl - R2)E J1;[Rll]
=>Vdi t~pcompactK chuaXodasochIsoa, I a I =O.T5nt(;lisotlf
nhienN va day soY E r saocho vdi m6i cpE .Yiq(q ~N) d~utImdu'ejc2 so
du'ongC va 11d~:
C Ey(g)
IDa (R1 - R2)(CPE,x) I ~ . N ' \:Ix E K, \:IE E (0,11).
E
C.Ey(q)
=> I (R1 - R2)(CPE, Xo) I ~ ~
E
=> I (R1 - R2)(CPE'xo) I EJ
=> R1(cp,xo) va R2(cP,xo) la hai d~idi~ncua mQts6 phucsuy
rQngtrong C.
, ?, A
v. D~OHAM CUA HAM SUY RQNG COLOMBEAU
.fJjnh nghla1.15:
Da(G) =DaR(cP,x) +JI1Rll], trongdo G E y[Rll] co d~idi~nla R(cP,x),
DaR(cP,x) la d~ohamdtp a cuaR(cP,x) theobienx, cona la daChIs6tuyy.
. £)6dinhnghIa1.15hQpl~tac§nchungminhhaidi€u sail:
i) DaR(cp,x) E $'M[Rll]
ii) Da(G) khongphl;lthuQcvaod~idi~n.
Th~tv~y:
i) Voi t~pcompactuyyK vadaChIs6~=> ~+a clingla daChIs6.
Do R(cp,x) E $'M[Rll] lien co s6 tl! nhien N sao cho voi m6i cpE ~JiiNd€u
tlm du'Qc2 s6 du'c5ngC va 11d6
I
a+13
I
C
D R(CPE'x) ~ N' \:Ix E K, \:IEE (0,11).E
I
13 a
I
C
=> D (D R(CPE'X) ~ N'
E
=> Da R( cP,X) E $'M[Rll]
12
ii) Giii suR},R2la haid(;lidi~ncuaG =>R =Rl - R2 E ut[Rll].Voi t?P
compactK chuaXo,dachi sf)~(a va~ladachisf)liena +~clingla
dachi sf))
Do R E .A1Rll]lienvoi mQit?P compactK c Rll va dachi sf)~+a cosf)
tl!nhienN vadaysf)Y E r saochovoim6i
cpE '~q(q~N) d~utimduQc2 sf)dudngC va11d~:
C Ey(q)
I Da+PR(q\;,x) I ~ . N ' '\Ix E K, '\IE E (0, 11).
E
=> I D~(D<XR(cpc;,x) I =I D~(D<X(R1 - R2)(CPc;,x) I
C.Ey(q)
=I D~(D<XRl - D<XR2(cpc;,x)) I ~ ~
E
=>(D<XRl - D<XR2)(CP,x) E ut[Rll].
. Tli dinhnghla1.15vachungminhtrentacom~nhd~sail:
.Mfnh di 1.16:
i) M6i hamColombeaud~ucod(;lohammQica'p.
ii) D(;lohamcuaColombeauclingla hamColombeau
.Mfnh di 1.17:
CongthucLeibnitzv~ncondungvoid(;lohamcuahamColombeau
D<X(GIG2)= ICt.Da-fJGJ.DfJG2.
O~fJ~a
Th?t V?y:Voi R1(cp,x) la d(;lidi~ncuaGl, R2(cp,x) la d(;lidi~ncuaG2.
D<X(GIG2) =D<X(RIR2)+ut[Rll]
= ICt.Da-fJ R1.DfJR2 +ut[Rll]
O~fJ~a
= ICt.Da-fJGJ.DfJG2
O~fJ~a
13
VI. PHEP NHAN, PHEP CONG SO PHUC SUY RONG (HO~CSO
PHUC)VOl HAM COLOMBEAU.
.M~nhdi 1.18:
Vanhs6phucsuyrQngCduQcnhungvaovanhcachamColombeau
y[Rn]nhoghepnhung
j: C ~ y[Rn]
voi j(c)=keep)+J1'[Rn]
trongdoc E C cod(;lidi<%nk(ep).
Changminh:
Truoche'tta co nh~nxetdng: Tli cacdinhnghla1.6,1.10va 1.11d~
dangcoduQc acdi~usailday:
e N€u R(ep)E $'Mthl R(ep)E $'M[Rn]
eNe'uR(ep) EJthlR(ep) E J1'[Rn]
eNe'uR(ep)E .h[Rn] vaR(ep)kh6ngphl;!thuQcx thlR(ep)EJ
Bay giOtachungminhm<%nhd~1.18theocacbuocsail:
+j la anhX(;l,th~tv~y:
do keep)E $'M=>keep)E $'M[Rll]=>j(c) E y[Rll]
gia sli'k1(ep)la d(;lidi<%nkhac cua k.
=>[k1(ep)- k( ep)]E J
=>[kl(ep)- keep)]E J1'[Rll]vakeep),k1(ep)E $'M[Rll]
=>keep),k1(ep)la haid(;lidi<%ncuamOtph~ntli'trongy[Rll]
=>j kh6ngphl;!thuQcvaod(;lidi<%n.
V~yj la anhX(;l.
+j la d6ngdiu vanh,th~tv~y:
14
Gia sukl(CP)la d(;lidi~ncuacl E C
k2(cp)la d(;lidi~ncuac2E C
=>k1(cp)+k2(cp)lad(;lidi~ncuacl+c2 E C
k1(cp).k2(cp)la d(;lidi~ncuacl.c2 E C
Ta co: j(Cl) =k1(cp)+J1;[Rll]
j(C2) =k2(cp)+ J1;[Rll]
=> j(Cl) +j(C2) =k1(cp)+k2(cp)+J1;[Rll]
=(k1 + k2)(cp)+ J1;[Rll] =j(Cl + C2)
j(Cl).j(C2)=k1(cp).k2(CP)+./V[Rll]
=(k 1.k2)(cp)+ J1;[Rll] =j( Cl.C2)
=>j lad6ngdiu vanh.
+j la ddnanh,th~tv~y:
Giasu j(Cl)=j(C2)=>k1(cp)+J1;[Rll] =k2(cp)+J1;[Rll]
=>[k1(cp)- k2(cp)]E J1;[Rll]
ma [k1(cp)- k2(cp)]khong phl;}thuQcX
=>[k1(cp)- k2(cp)]EJ
-
=>Cl =C2trong C
=>j la ddnanh
V~yj la ddnca'u.
Tli m~nhd€ tren,tacoh~quasailday:
-Hf qua1.19:
Ne'u: k(cp)la d(;lidi~ncua C E C
R(cP,x) la d(;lidi~ncua ham Colombeau G E y[Rll]
15
Thi: j(c) +G =(k(ep)+R(ep,x)) +J1I[Rn]
j(c).G =(k(ep).R(ep,x)) +J1I[Rn]
. Ta cothtinhungt~ps6phucC vaot~pheJpcachamColombeauy[Rn]
nhorichcuahaiphepnhungdanh~cd€n am~nhd~1.9vam~nhd~1.18.
. Voi nhungcosatrentadid€n dinhnghlaphepnhan,phepcQngmQts6
phucsuyrQngc (ho~cs6phucZ E C) yoi hamColombeaunhu'sail:
.Dinh nghia1.20:
Giasa c E C cod~idi~nlak(ep)
G E y[Rn]cod~idi~nla R(ep,x)
Zla s6phucthuQcC
Ta gQi:c.G =k(ep).R(ep,x) +,/11Rn]
c +G =keep)+R(cp,x) +J1I[Rn]
Z.G =z.R(ep,x) +J1I[Rn]
Z+G =z +R(ep,x) +J1I[Rn]
. Tli dinhnghla1.20tatha'yvanhy[Rn]la mQtkh6nggianvectotren
tru'ongs6phucC.
16