Etienne Emmrich - Böcker

This text contains a series of self-contained reviews on the state of the art in different areas of partial differential equations, presented by French mathematicians. Topics include qualitative properties of reaction-diffusion equations, multiscale methods coupling atomistic and continuum mechanics, adaptive semi-Lagrangian schemes for the Vlasov-Poisson equation, and coupling of scalar conservation laws.

Die mathematische Modellierung von Phanomenen und Prozessen in den Natur- und Technikwissenschaften, zunehmend auch in den Lebenswissenschaften, fuhrt oftmals auf Differentialgleichungen. Das Anliegen dieses Lehrbuchs ist die rasche und doch verstandliche Heranfuhrung an (funktional-)analytische Methoden, die die Behandlung linearer und nichtlinearer Rand- und Anfangswertprobleme gestatten: Fixpunktprinzipien, Kompaktheits- und Monotonieargumente, variationelle Methoden und die Konstruktion von Naherungslosungen. Diese tragenden Methoden und Techniken werden angewandt, um klassische und schwache Losungen von gewohnlichen Randwertproblemen, Variationsproblemen und Evolutionsgleichungen (der abstrakten Formulierung zeitabhangiger partieller Differentialgleichungen) zu studieren.

Die mathematische Beschreibung zeitabhängiger Prozesse führt oft auf Differential- oder Integralgleichungsprobleme. Deren funktionalanalytische Behandlung fußt auf Funktionenräumen, die es erlauben, Eigenschaften der auftretenden Funktionen geeignet zu klassifizieren. Dabei unterscheidet sich die Zeit von den Ortsvariablen und es bietet sich an, Funktionen in der Zeit zu betrachten, die in einen Banach-Raum abbilden, – sogenannte abstrakte Funktionen. Der Banach-Raum könnte hierbei ein Raum von Funktionen sein, die von den Ortsvariablen abhängen.Derartige Funktionen sind Gegenstand des vorliegenden Kompendiums, das sich sowohl an Studierende und Promovierende der Mathematik als auch an Forschende aus Analysis, Numerischer Analysis und Stochastik richtet. Behandelt werdenstetige, skalar stetige, absolut stetige und stetig differenzierbare Funktionen,Funktionen von beschränkter Variation,Bochner-messbare und Bochner-integrierbare Funktionen,im verallgemeinerten Sinne differenzierbare Funktionen,Funktionen mit gebrochener Ableitung undFunktionen über einem Gelfand-Dreier.Neben grundlegenden Eigenschaften und Aussagen werden insbesondere verschiedene Messbarkeitsbegriffe, der Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung und kompakte Teilmengen Bochner-integrierbarer Funktionen studiert.Es werden nur geringe Vorkenntnisse aus Analysis und Funktionalanalysis vorausgesetzt. Die Darstellung ist bewusst elementar gehalten und eignet sich sowohl als Begleitmaterial zu einer Vorlesung, als erster Einstieg in das Thema als auch als Nachschlagewerk.