2 votos

Uso de definiciones épsilon-delta para la EDP IVP

En este momento estoy intentando responder a un problema pero no estoy muy seguro de entender lo que plantea la pregunta en sí. La pregunta dice

Fijar una hora $t_*>0$ . Supongamos que $\phi_i, \psi_i$ donde $i=1,2$ son funciones acotadas en la recta real. Sea $u_i$ denotan la solución de: $$\frac{\partial^2u_i}{\partial t^2}-c^2\cdot\frac{\partial^2u_i}{\partial x^2}=0, \>\>\>\>u_i(x,0)=\phi_i(x), \>\>\>\> \frac{\partial u_i(x,0)}{\partial t} = \psi_i(x)$$ Para cualquier función $f(x)$ con $||f(x)||_{\infty}$ que denota el supremum de $|f(x)|$ en $x\in\mathbb R$ . Considera la afirmación: Para cada $\epsilon>0$ podemos encontrar $\delta>0$ tal que: $$\text{if } ||\phi_1(x)-\phi_2(x)||_{\infty}<\delta\text{ and }||\psi_1(x)-\psi_2(x)||_{\infty}<\delta, \textbf{ then } ||u_1(x, t_*)-u_2(x,t_*)||_{\infty}<\epsilon$$ a) Explica en palabras lo que significa esta afirmación en términos de la resolución del PIV para la ecuación de onda b)Demuestre la afirmación

Ahora para a), estoy asumiendo que la manera de describirlo con palabras es que si los valores iniciales tienen un error que es delta-fino, entonces las soluciones que vienen con los dos IVP separados tiene que tener error que es épsilon-fino, o en otras palabras, la solución es única.

Pero por b), no sé ni por dónde empezar. ¿Cómo puedo demostrar esta afirmación utilizando definiciones épsilon delta? No tengo muchos conocimientos sobre definiciones delta épsilon y necesito ayuda. Si alguien pudiera ayudarme, se lo agradecería mucho. Gracias.

0voto

DanBoTt17243 Puntos 11

Para empezar, supongamos $w(x, t) = u_1(x,t) - u_2(x, t)$ . Usa esto para escribir cuál será la ecuación de onda con $w(x, t)$ como solución.

A continuación, escriba la solución del problema utilizando la solución de D'Lambert para $w(x, t)$ y hallar un límite para $\|w(x, t)\|_{\infty}$ . Ya que está arreglando $t=t_{*}$ estará bien que nuestra expresión incluya estos términos. Esto debería darte el resultado.

En general, este tipo de resultado se denomina resultado de "estabilidad", porque si tuviéramos una ecuación e hiciéramos un pequeño cambio en los IC y las soluciones fueran muy diferentes, entonces sería realmente difícil producir resultados numéricos.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X