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> Funciones Armónicas
Abu-Khalil
mensaje Nov 24 2009, 01:41 PM
Publicado: #1


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TEX: \noindent Sea $f:U\subseteq \mathbb{R}^3\to \mathbb{R}$, donde $U$ es un abierto, y $\Omega \subset U$ una región de las típicas del Teorema de la Divergencia.\\<br />\\<br />Suponga que $f$ se anula en $\partial \Omega$ y que además es \emph{armónica}, es decir, satisface la ecuación de Laplace:<br />\[\triangle f = \nabla^2 f =0.\]<br />Demuestre que $f$ es la función nula en $\Omega$.<br />



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aleph_omega
mensaje Dec 25 2009, 07:08 PM
Publicado: #2


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CITA(Abu-Khalil @ Nov 24 2009, 02:41 PM) *
TEX: \noindent Sea $f:U\subseteq \mathbb{R}^3\to \mathbb{R}$, donde $U$ es un abierto, y $\Omega \subset U$ una región de las típicas del Teorema de la Divergencia.\\<br />\\<br />Suponga que $f$ se anula en $\partial \Omega$ y que además es \emph{armónica}, es decir, satisface la ecuación de Laplace:<br />\[\triangle f = \nabla^2 f =0.\]<br />Demuestre que $f$ es la función nula en $\Omega$.<br />



Vemos al problema como un problema de neumann.

Sea TEX: $v\in H_0^1(\Omega)$. Multiplicamos la condición de laplace por TEX: $v$ y luego integramos sobre TEX: $\Omega$:

TEX: $\int_{\Omega}v\Delta f =0$

Usando la primera identidad de green se obtiene

TEX: $-\int_{\Omega}\nabla f\cdot \nabla v+\int_{\partial\Omega}\dfrac{\partial f}{\partial \nu}\cdot v=0$

Pero como se anula en la frontera nos queda que
TEX: <br /> $\int_{\Omega}\nabla f\cdot \nabla v=0$ para todo TEX: $v\in H_0^1(\Omega)$ , es decir, se tiene que TEX: $f$ es constante en TEX: $\Omega$ pues el integrando se anula en casi todo punto ( y bla bla bla)

No se como seguir para que sea nula pero es un avance

Mensaje modificado por aleph_omega el Dec 25 2009, 07:15 PM
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Abu-Khalil
mensaje Dec 25 2009, 10:11 PM
Publicado: #3


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No me manejo con Neumann (EDP?). Pero de lo que logré entender, la idea va por ahí biggrin.gif !


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aleph_omega
mensaje Dec 25 2009, 10:36 PM
Publicado: #4


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El problema de neumman es un problema de valores de contorno de la forma

TEX: $-\Delta f=g$ en TEX: $\Omega$

con la condicion de frontera

TEX: $f|_{\partial \Omega}=h$

Cuando TEX: $h=0$ el problema es el problema homogeneo. Asocié tu problema como un problema de neumann homogeneo con TEX: $g=0$ y aplique la formulación variacional al problema de neumann donde ahi se involucran las identidades de green.

pd: El problema de Neumann deberia verse en cualquier curso básico de ecuaciones en derivadas parciales. Lo de las formulaciones variaciones ya es análisis funcional ( involucre el espacio de sobolev TEX: $H_0^1$ que son las funciones en TEX: $ L^2$ tales que su derivada debil vive en TEX: $L^2$ y ademas se anulan en la frontera).

Mensaje modificado por aleph_omega el Dec 25 2009, 10:42 PM
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nmg1302
mensaje Oct 3 2010, 11:53 PM
Publicado: #5


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TEX: <br />\indent Como f es armonica , entonces es $\mathcal C^2(\Omega)$\\<br />ademas $\Omega$ cumple con las condiciones de la divergencia\\ <br />por lo tanto podemos aplicar la formula integral de green en $\Omega$\\<br />$$\iiint\limits_{\Omega}f \Delta f dV=\iint\limits_{\partial \Omega}f \frac{\partial f}{\partial \vec n}dA-\iiint\limits_{\Omega}|\vec \nabla f|^2dV$$<br />como $f$ es armonica,la primera integral es 0\\<br />lo mismo para la segunda porque f se anula en la frontera<br />$$\iiint\limits_{\Omega}|\vec \nabla f|^2dV=0$$<br />pero como el integrando es positivo y continuo\\<br />esto implica que<br />$$\vec \nabla f(x)=0\Rightarrow f(x)=C$$<br />en $\Omega$\\<br />evaluando en la frontera obtenemos que<br />$$f(x)=0 \ \ \forall x\in \Omega$$<br />$\mathcal{QED}$<br />

Mensaje modificado por nmg1302 el Oct 4 2010, 02:06 PM
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Abu-Khalil
mensaje Jan 27 2011, 02:59 PM
Publicado: #6


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Bien! aresueltos.gif


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aleph_omega
mensaje Apr 22 2011, 03:46 PM
Publicado: #7


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Por el principio del maximo y minimo para funciones armónicas sale en un paso!
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