Research Group of Prof. Dr. M. Griebel
Institute for Numerical Simulation
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Verschiebung

 

Gemäß dem Verschiebungssatz 6.2 können wir durch hinreichend weite Verschiebung von u nach links, d.h. hinreichend große Wahl von s, erreichen, daß tex2html_wrap_inline11607 ist. Verschiebe nun u soweit wie möglich zurück, d.h. wähle

equation6378

Von nun an sei mit s stets dieses fest gewählte s gemeint.

  SATZ6678

BEWEIS. Wir nehmen an, daß die Aussage falsch ist, also z>0 in tex2html_wrap_inline8625 gilt. Betrachte die asymptotischen Darstellungen von z für tex2html_wrap_inline8761 :

  eqnarray6688

Die Summanden mit den Resttermen konvergieren für tex2html_wrap_inline8761 gegen null. Falls c'>c ist, so gilt tex2html_wrap_inline11635 und die Terme B und C konvergieren gegen 0. Die verbleibenden Terme A und D sind strikt positiv, so daß man sieht, daß eine etwas kleinere Wahl des Parameters s nicht die Nichtnegativität von z für betragsmäßig hinreichend große tex2html_wrap_inline7801 gefährdet. Da nach Annahme z>0 in tex2html_wrap_inline8625 ist, wäre s somit nicht minimal, d.h. der Fall c'>c kann nicht auftreten.

Betrachten wir also nun den Fall c'=c, d.h. tex2html_wrap_inline11661 , tex2html_wrap_inline11663 , tex2html_wrap_inline11665 und tex2html_wrap_inline11667 . A, B, C und D sind dann unabhängig von tex2html_wrap_inline7801 . Weil tex2html_wrap_inline8851 und tex2html_wrap_inline8869 strikt positiv sind, können A+B und C+D nur entweder strikt negativ, strikt positiv oder konstant null sein. A+B und C+D sind aber keinesfalls negativ, denn sonst könnte nicht z>0 gelten. Falls beide Terme strikt positiv wären, so wäre mit dem Argument von oben s nicht minimal. Somit folgt, daß mindestens einer der beiden Terme verschwindet, d.h.

equation6709

OBdA führen wir nur den Fall tex2html_wrap_inline11691 zum Widerspruch -- der andere wird analog behandelt.

tex2html_wrap_inline11693 erfüllt die Differentialgleichung

  equation6715

denn tex2html_wrap_inline11507 und u' erfüllen die Differentialgleichung (6.1), und durch Subtraktion dieser Gleichungen voneinander und beidseitigem Hinzufügen der rechten Seite von (6.28) erhält man (6.28). Da f eine tex2html_wrap_inline11701 -Funktion im zweiten Argument ist, läßt sich f um 1 in eine Taylorreihe entwickeln und das Lagrangesche Restglied mit der Hölderbedingung abschätzen. So erkennt man, daß die rechte Seite von der Größenordnung tex2html_wrap_inline11705 ist für tex2html_wrap_inline11529 . In den Kapiteln 2 und 4 von [BN1] wird die asymptotische Darstellung

  equation6725

mit Konstanten tex2html_wrap_inline11709 und tex2html_wrap_inline11711 gezeigt. Wir linearisieren den rechten Teil der Differentialgleichung (6.28):

eqnarray6732

z erfüllt also eine lineare Differentialgleichung

equation6739

Wende Lemma 4.3 aus [BN1] an: Für alle tex2html_wrap_inline8785 gibt es ein E>0, so daß für tex2html_wrap_inline11719 gilt:

equation6743

Für tex2html_wrap_inline11721 sieht man, daß tex2html_wrap_inline11723 in (6.29) sein muß. Andererseits erkennt man tex2html_wrap_inline11725 aus (6.26), denn es gilt ja tex2html_wrap_inline11691 und damit auch C+D=0. Dies ist ein Widerspruch, also muß die Annahme falsch sein. Damit ist bewiesen, daß z an einer Stelle aus tex2html_wrap_inline8625 den Wert 0 annimmt. tex2html_wrap_inline7963


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Marcel Arndt
Tue Mar 28 09:56:06 MSZ 2000