Peter Meinhold, Eberhard Wagner

Partielle Differentialgleichungen

• Broschiertes Buch

Produktbeschreibung

Die mathematische ModelIierung deterministischer Prozesse aus Physik und Tech nik, aber auch aus anderen Wissenschaftsgebieten, führt sehr häufig auf Differential gleichungen. Der Grund hierfür liegt letztlich darin, daß oftmals die "Triebkräfte des Prozesses" durch räumliche und/oder zeitliche Änderungen der gesuchten Funk tionen beschrieben werden (man denke etwa als einfaches Beispiel an das Newtonsche Grundgesetz) und daß dadurch Ableitungen dieser Funktionen mit auftreten. Handelt es sich.. dabei um eine Differentialgleichung für eine Funktion von mehreren Ver änderlichen, so spricht man von einer partiellen Differentialgleichung. Das Gebiet der partiellen Differentialgleichungen ist außerordentlich umfangreich und erfordert für tiefere Untersuchungen Methoden, die weit über das Anliegen dieser Lehrbuchreihe hinausreichen. Dieser Band kann deshalb dem Leser nur einen einführenden Einblick in einige typische AufgabensteIlungen und Lösungsmethoden geben und damit einen Ausgangspunkt für weitere Literaturstudien schaffen. Auf Systeme von partiellen Differentialgleichungen mußte völlig verzichtet werden. Die partiellen Differentialgleichungen I. Ordnung werden im Kapitel 2 behandelt. Ihre Theorie ist gut ausgebaut. Ein wichtiges Ergebnis ist dabei - auch für nicht lineare Gleichungen - die Rückführbarkeit auf gewöhnliche Differentialgleichungs systeme. Von besonderer Bedeutung sind in den Anwendungen Differentialgleichungen 2. Ordnung. Ihre Vielfalt und ihr unterschiedliches Verhalten erfordern sowohl aus theoretischer als auch aus praktischer Sicht eine weitere Klassifikation. Diese Klassi fikation wird im Kapitel 3 für gewisse fastlineare Gleichungen 2. Ordnung durch geführt. Es folgen einige elementare Lösungsmethoden für lineare Gleichungen 2. Ordnung auf der Grundlage des Superpositionsprinzips.

Produktdetails

• Mathematik für Ingenieure, Naturwissenschaftler, Ökonomen und Landwirte
• Verlag: Vieweg+Teubner
• 6. Aufl.
• Seitenzahl: 120
• Erscheinungstermin: 1. April 1990
• Deutsch
• Abmessung: 244mm x 170mm x 7mm
• Gewicht: 174g
• ISBN-13: 9783322002570
• ISBN-10: 3322002578
• Artikelnr.: 33193490

Inhaltsangabe

1 Einführung.- 1.1 Beispiele partieller Differentialgleichungen.- 1.2 Grundbegriffe und Klassifikation.- 1.3 Einfache Sonderfälle.- 1.4 Problemstellung.- 2. Partielle Differentialgleichungen 1. Ordnung.- 2.1 Die verkürzte homogene lineare Gleichung.- 2.1.1 Begriff.- 2.1.2 Das charakteristische System.- 2.1.3 Fundamentalsystem und allgemeine Lösung.- 2.2 Die allgemeine lineare und quasilineare Differentialgleichung.- 2.3 Das Cauchysche Anfangswertproblem.- 2.4 Nichtlineare Differentialgleichungen 1Ordnung.- 3 Partielle Differentialgleichungen 2. Ordnung.- 3.1 Klassifikation.- 3.2 Cauchysches Problem und Normalformen im Fall n = 2.- 3.3 Partielle Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten.- 3.4 Elementare Integrationsmethoden.- 3.4.1 Der Exponentialansatz.- 3.4.2 Der Produktansatz (Separationsverfahren).- 3.5 Konstruktion weiterer Lösungen für lineare homogene Differentialgleichungen.- 3.5.1 Zerlegung in Real- und Imaginärteil.- 3.5.2 Linearkombination von Lösungen.- 3.5.3 Reihen von Lösungen.- 3.5.4 Integration über freie Parameter.- 3.5.5 Einführung freier Parameter.- 3.5.6 Faltungsintegrale.- 4 Rand- und Anfangswertprobleme.- 4.1 Allgemeine Bemerkungen.- 4.2 Paraba,che Differentialgleichungen.- 4.2.1 Die Wärmeleitungsgleichung.- 4.2.2 Spezialfälle.- 4.2.3 Anfangs- und Randbedingungen.- 4.2.4 Das 1. ARWP für einen endlich langen homogenen Stab.- 4.2.5 Lösung des homogenen linearen 1. ARWP.- 4.2.6 Das allgemeine lineare 1. ARWP der inhomogenen Wärmeleitungsgleichung.- 4.2.6.1 Homogene Anfangs- und Randbedingungen.- 4.2.6.2 Inhomogene Anfangs-, homogene Randbedingungen.- 4.2.6.3 Inhomogene Anfangs- und Randbedingungen.- 4.3 Hyperbolische Differentialgleichungen.- 4.3.1 Beispiele.- 4.3.2 Die wichtigsten Randwertaufgaben.- 4.3.3 Die eindimensionale Wellengleichung (Saitengleichung).- 4.3.3.1 Lösung nach der Methode von d Alembert.- 4.3.3.2 Lösung nach der Fourierschen Methode.- 4.3.4 Die zweidimensionale Wellengleichung (Membrangleichung).- 4.3.5 Die dreidimensionale Wellengleichung.- 4.4 Elliptische Differentialgleichungen.- 4.4.1 Beispiele.- 4.4.2 Die wichtigsten Randwertaufgaben.- 4.4.3 Harmonische Funktionen bei Kugel- und Zylinderproblemen.- 4.4.4 Die Randwertaufgaben für Kreis und Kugel.- 5 Einführung in die Potentialtheorie.- 5.1 Potentiale.- 5.1.1 Das Newtonsche Potential.- 5.1.2 Das logarithmische Potential.- 5.2 Wichtige Eigenschaften harmonischer Funktionen.- 5.3 Die Greensche Funktion.- 6. Einiges zu nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen.- 6.1. Allgemeine Bemerkungen.- 6.2 Elementare Lösungsmethoden.- Lösungen der Aufgaben.- Literatur.- Namen- und Sachregister.