Proof Proof
Linear differential operators Linear differential operators
Strong derivative Strong derivative
Strong derivative Index
© 2002-2007 Prof. Dr. Hans Wilhelm Alt, University of Bonn, Germany

Conclusions

english This node has not yet been translated
This is the original german version german


Folgerungen    [sect:1-10]

Zu jedem klassischen linearen Differentialoperator  L=(Lij)i=1...M,j=1...N  mit  C -Koeffizienten und jeder linearen Abbildung
S : C0(Ω) → R
ist eine lineare Abbildung
Lij(S)  : C0(Ω) → R
definiert, indem wir sukzessiv die Definition sect:1-9-(2) und sect:1-9-(3) anwenden. Es gilt:
( Lij(S) ) (ζ)=S ( (LT)ji(ζ) ) .

Proof.
Lij(w)=
 
|α|≦m
(aα)ij ∂αw,
also definiere
Lij(S):=
 
|α|≦m
(aα)ij ∂αS.
Aus sect:1-9 folgt
Lij(S)(ζ)
=
 
|α|≦m
(αS ) ( (aα)ij ζ )     (nach sect:1-9-(3))
=
 
|α|≦m
(-1)|α| S (α ( (aα)ij ζ ) )     (nach sect:1-9-(2))
=
S ( (LT)ji(ζ) )     (nach sect:1-9-(2)).

Definition (Distributionen)    [sect:1-11]

Sei  Ω⊂Rn  offen. Als Distribution bezeichnet man nicht alle linearen Abbildungen von  C0(Ω)  nach  R , sondern nur eine Vektorraum  D'(Ω)  mit gewissen Stetigkeitseigenschaften, so dass die Operationen in sect:1-9-(1)-sect:1-9-(4) in  D'(Ω)  möglich sind.  D'(Ω)  heißt Raum der Distributionen auf  Ω .

Der Vollständigkeit halber geben wir hier die formale Definition, obwohl sie für die weitere Vorlesung nicht benötigt wird:

Es ist  SD'(Ω)  genau dann, wenn  S  : C0(Ω) → R  linear und es für alle offenen Mengen  Ω' , deren Abschluss kompakt in  Ω  liegt ( clos(Ω')⊂Ω ), ein  kΩ'N  und  CΩ'≧0  gibt, mit

|S(ζ)|≦CΩ' ||ζ||Ck(clos(Ω'))      für alle ζ∈C0(Ω').
Bemerkung: Ist  SD'(Ω) ,  a∈C(Ω)  dann sind auch  ∂iS, aSD'(Ω) .

Beispiele

Für  u∈L1loc(Ω)  ist  [u]∈D'(Ω) , denn für  Ω'  wie oben und  ζ∈C0(Ω')  gilt
| [u](ζ) | = |
 
Ω
ζ·u dLn |
 
Ω'
| ζu | dLn ≦||u||L1(Ω') ·||ζ||C0(clos(Ω')).
Für Multiindizes  α  mit  k:=|α|  ist dann
|∂α[u] (ζ)| = |
 
Ω
αζ·u dLn | ≦||u||L1(Ω') ·||ζ||Ck(clos(Ω')).


Version 1.5
H.W. Alt - 02.01.2007

Proof Proof
Linear differential operators Linear differential operators
Strong derivative Strong derivative
Strong derivative Index
© 2002-2007 Prof. Dr. Hans Wilhelm Alt, University of Bonn, Germany