Diferenciální rovnice v Banachových prostorech

Tomáš Bárta, Dalibor Pražák, LS 2011/12)

1. Semigrupa, generátor a jejich vlastnosti.

c_0 semigrupa. Generátor semigrupy. Slabá, silná a stejnoměrná spojitost. Příklady: multiplikativní operátory; translační semigrupa (shift). Exponenciální odhad normy pro c_0 semigrupu. Vlastnosti D(A): invariance vůči S(t), záměnnost A a S(t), A od integrálních průměrů S(t)x. Uzavřenost A, hustota D(A), jednoznačný vztah generátoru a semigrupy. p1 (22.února) ↵ Rezolventní množina, spektrum, rezolventa. Vyjádření rezolventy generátoru Laplaceovou transformací semigrupy. Odhad normy rezolventy.

2. Semigrupa a diferenciální rovnice.

Abstraktní Cauchyova úloha (ACP). Klasické řešení, mild řešení. Well-posed (ACP). Věta: uzavřený, hustě definovaný A generuje c_0 semigrupu, právě když příslušná (ACP) je well-posed. Klasické/mild řešení coby výsledek působení semigrupy. Poznámky k úlohám s pravou stranou, rovnicím druhého stupně a neautonomním úlohám. p2 (28.února) ↵

3. Hille-Yosidova a Lumer-Phillipsova věta.

Hille-Yosidova věta, Yosidova aproximace. Obecná generační věta (bez důkazu). Disipativní operátor; vlastnosti jeho rezolventy. Lumer-Phillipsova věta. Postačující podmínky disipativnosti operátorů. p3 (6.března) ↵

4. Samoadjungované operátory na H-prostorech.

Symetrické a samoadjungované operátory. Věta o spektrálním rozkladu (bez důkazu). Operátory s kompaktní rezolventou, vlastnosti, druhá verze věty o spektrálním rozkladu (též bez důkazu). Semigrupa generovaná samoadjungovaným operátorem s kompaktní rezolventou. Příklady: laplacián Dirichletův; laplacián na R^n. p4 (13.března) ↵ Mimořádně: předběžné poznámky k druhé části přednášky: Gray-Scottův systém autokatalýzy. Odvození, abstraktní formulace. Cíl: převedený G-S systému (či obecně rovnic typu reakce-difuze) na konečný systém ODR. Pojmy: dynamický systém, globální atraktor, fraktální dimenze. Holder-Maného věta (bez důkazu) o existenci projekce s Holderovskou inverzí. Problém s nejednoznačností -- konstrukce inerciální variety. p5 (20.března) ↵ Forma: seskvilineární, symetrická, pozitivní, H-eliptická. Uzavřená forma a k ní příslušející samoadjungovaný, disipativní operátor. Příklad: eliptický operátor druhého řádu na omezené Lipschitzovské oblasti. Funkční kalkulus: zlomkové mocniny operátoru (pomocí spektrální věty). p6 (27.března) ↵

5. Analytické semigrupy.

Diferencovatelná semigrupa -- nekonečná hladkost řešení. Analytická semigrupa. Sektoriální operátory; jejich vztah k analytickým semigrupám. Výpočet semigrupy a zlomkových mocnin operátoru integrací v komplexní rovině. p7 (3.dubna) ↵

6. Regularita nehomogenní (ACP).

Nehomogenní abstraktní Cauchyova úloha (NACP). Klasické, silné a mild řešení; vztahy mezi nimi. Konstrukce silného řešení metodou ,,variace konstant``. Regularita semigrupy a mild řešení v prostorech V^{2r}; lipschitzovská a holderovská regularita v čase. p8 (10.dubna) ↵

---=== D. Pražák střídá T. Bártu ===---

7. Úloha (GS) a (A). Základní teorie.

Grey-Scottův systém (GS) reakce-difuze. Dirichletův laplacián v omezené oblasti R^d. Charakterizace definičního oboru v termínech Sobolevových prostorů. Jiná charakterizace pomocí rozkladu do vlastních funkcí. Prostory V^{2a}. Analytičnost příslušné semigrupy. Abstraktní evoluční úloha (A); předpoklady. (GS) jako speciální případ úlohy (A). Pojem mírného řešení (mild solution). Věta 7.1: lokální existence. p9 (17.dubna) ↵ Poznámky o bootstrappingu regularity mírného řešení -- m.ř. je (lokálně) klasické. Jednoznačnost a spojitá závislost na počáteční podmínce (Věta 7.4). Maximální řešení (Věta 7.5). Zpětná jednoznačnost (Věta 7.7). p10 (24.dubna) ↵ Věta 7.8: disipativní odhady pro (GS) systém. Globální existence řešení. Řešicí d.s. a jeho disipativita.

8. Konstrukce inerciální variety.

Modifikovaný systém (A), předpoklady (AP1), (AP2). Definice inerciální variety. Projekce P, Q. Kuželová vlastnost (AP3). Věta 8.1: existence konečně-dimenzionální variety, která je (zatím jen) pozitivně invariantní. p11 (2.května) ↵ Dokončení důkazu existence invariantní lipschitzovské variety. Vlastnost exponenciálního přitahování. p12 (15.května) ↵ Asymptotická úplnost variety. Podmínka ,,díry ve spektru`` (``spectral gap condition'') implikuje invarianci (dokonce vnitřku) kuželu. Poznámky ke ``spectral gap condition''. p13 (22.května) ↵