Differentialgleichungen

Dieses Lehrbuch bietet eine Einführung in die moderne Theorie der partiellen Differentialgleichungen. Der Leser wird zu den wichtigen Methoden und den wesentlichen Aussagen in diesem Bereich hingeführt, wobei der Schwerpunkt auf den elliptischen partiellen Differentialgleichungen liegt. Ausgehend von der Laplace-Gleichung (harmonische Funktionen) entwickelt der Autor systematische Techniken, die auch auf größere Klassen von Differentialgleichungen, und hier insbesondere auch auf nichtlineare Differentialgleichungen, anwendbar sind. Zur Veranschaulichung wurden zahlreiche Übungsaufgaben aufgenommen. Das Buch richtet sich vor allem an Studenten der Mathematik im Hauptstudium, kann aber für interessierte Studenten auch gegebenenfalls schon ab dem dritten Semester verwendet werden.

Dieses Buch gibt einen Einblick in die wichtige und faszinierende Welt der Differentialgleichungen. Hierbei steht die Anwendung stets im Vordergrund, um die Nützlichkeit für die Modellierung naturwissenschaftlicher und technischer Phänomene zu verdeutlichen und die theoretischen Ergebnisse zu motivieren. Hierfür werden gewöhnliche Differentialgleichungen erster und zweiter Ordnung sowie Differentialgleichungssysteme betrachtet. Zudem wird eine Einführung in partielle Differentialgleichungen gegeben und es werden numerische Verfahren zur Lösung gewöhnlicher sowie partieller Differentialgleichungen vorgestellt.

Dieses zweibändige Lehrbuch stellt das Gesamtgebiet der partiellen Differentialgleichungen - vom elliptischen,parabolischen und hyperbolischen Typ - in zwei und mehreren Veränderlichen vor.
Im vorliegenden zweiten Band werden folgende Themen behandelt: Lösbarkeit von Operatorgleichungen im Banachraum, lineare Operatoren im Hilbertraum und Spektraltheorie, Schaudersche Theorie linearer elliptischer Differentialgleichungen, schwache Lösungen elliptischer Differentialgleichungen, nichtlineare partielle Differentialgleichungen und Charakteristikentheorie, nichtlineare elliptische Systeme mit differentialgeometrischen Anwendungen.

Dieses Lehrbuch führt in das Gebiet der Differentialgleichungen und der mathematischen Modellbildung ein. Dabei werden etablierte und moderne Rechenmethoden besprochen und es wird erläutert, wie diese zur mathematischen Modellierung benutzt werden können. Lie-Gruppen und deren Einsatz zur Lösung von Differentialgleichungen spielen dabei eine tragende Rolle. Es werden gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen verschiedener Ordnung behandelt, aus denen individuell Beispiele ausgewählt werden können. In seinem modularen und einfach zu folgenden Aufbau ist dieses Buch ideal für Studenten und Wissenschaftler, die mit mathematischen Modellen umgehen müssen.

Das Buch ist für Studenten der angewandten Mathematik und der Ingenieurwissenschaften auf Vordiplomniveau geeignet. Der Schwerpunkt liegt auf der Verbindung der Theorie linearer partieller Differentialgleichungen mit der Theorie finiter Differenzenverfahren und der Theorie der Methoden finiter Elemente. Für jede Klasse partieller Differentialgleichungen, d.h. elliptische, parabolische und hyperbolische, enthält der Text jeweils ein Kapitel zur mathematischen Theorie der Differentialgleichung gefolgt von einem Kapitel zu finiten Differenzenverfahren sowie einem zu Methoden der finiten Elemente.

Dieses zweibändige Lehrbuch stellt das Gesamtgebiet der partiellen Differentialgleichungen - vom elliptischen, parabolischen und hyperbolischen Typ - in zwei und mehreren Veränderlichen vor. Im vorliegenden ersten Band werden folgende Themen behandelt: Integration auf Mannigfaltigkeiten, funktionalanalytische Grundlagen, Brouwerscher Abbildungsgrad, verallgemeinerte analytische Funktionen, Potentialtheorie und Kugelfunktionen, lineare partielle Differentialgleichungen.