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> Triángulos
aleph_omega
mensaje May 26 2010, 05:31 PM
Publicado: #1


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TEX: \noindent Sea $T_0$ el triángulo formado por los vértices $(0,0)$ , $(1,0)$ y $(0,1)$. <br /><br />\noindent a) Demostrar que existe una aplicación $F$ biyectiva y afín entre $T_0$ y $T$ un triángulo cualquiera del plano.<br /><br />\noindent b) Mostrar que el jacobiano de $F$, cumple $|J_F|=2 A(T)$ donde $A(T)$ es el área de $T$<br /><br />\noindent c) Se define $H^1(T):=\{v\in L^2(T): v'\in L^2(T)\}$. Es decir, funciones que son integrables en el triángulo tales que su derivada ( débil, pero la derivada fuerte o normal tambien) tambien es integrable en el triángulo.<br /><br />\noindent En este espacio tiene sentido definir norma. La norma es $||v||_{0,T}:=\int_{T}v^2$<br /><br />\noindent Demuestre que $||v||_{0,T}\leq c\, diam(T) ||v\circ F||_{0,T_0}$, <br /><br />\noindent donde $c$ es una constante que no depende del triángulo.

Este problema es fácil, hay que saber leer, saber derivar, regla de la cadena y teorema del cambio de variable no mas, no hay que asustarse con las definiciones y cosas raras.

saludos

pD: Este resultado sirve para la implementación de elementos finitos.

Mensaje modificado por aleph_omega el May 26 2010, 07:17 PM
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Abu-Khalil
mensaje Jul 9 2011, 12:31 PM
Publicado: #2


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TEX: \begin{enumerate}<br />\item Sea $T$ un triángulo de vértices $\vec r_i=(x_i,y_i)$ con $i\in\{1,2,3\}$. Se quieren constantes $a,b,c,d,e,f\in\mathbb R$ tales que <br />$$F(x,y)=\begin{pmatrix}<br />a&b\\<br />c&d<br />\end{pmatrix}\begin{pmatrix}<br />x\\<br />y<br />\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}<br />e\\<br />f<br />\end{pmatrix}.$$<br />Imponiendo que $F(0,0)=(x_1,y_1)$ tenemos que $(e,f)=(x_1,y_1)$. Luego, imponiendo $F(1,0)=(x_2,y_2)$ y $F(0,1)=(x_3,y_3)$ sigue que <br />$$F(x,y)=\begin{pmatrix}<br />x_2-x_1&x_3-x_1\\<br />y_2-y_1&y_3-y_1<br />\end{pmatrix}\begin{pmatrix}<br />x\\<br />y<br />\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}<br />x_1\\<br />y_1<br />\end{pmatrix}.$$<br />La biyectividad se deduce directamente de la construcción pues $\{(1,0),(0,1)\}$ es una base de $\mathbb R^2$.<br />\item El jacobiano de $F$ queda dado por <br />$$<br />\left|<br />J_F<br />\right|=\begin{vmatrix}<br />x_2-x_1&x_3-x_1\\<br />y_2-y_1&y_3-y_1<br />\end{vmatrix}=\|(\vec r_2-\vec r_1)\times(\vec r_3-\vec r_1)\|=2A(T).<br />$$<br />\item Sea $v\in H^1(T)$. Notemos que, como $F$ es un $\mathcal C^1$-difeomorfismo,<br />$$\int_{T} v^2 d\lambda^{\otimes 2}=\int_{T_0}(v\circ F)^2|J_F|d\lambda^{\otimes 2}=2A(T)\int_{T_0}(v\circ F)^2d\lambda^{\otimes 2},$$<br />es decir,<br />$$\|v\|_{0,T}=\sqrt{2A(T)}\|v\|_{0,T_0}.$$<br />Como $\operatorname{diam}(T)$ corresponde al diámetro de la circuferencia más pequeña que contiene al triángulo, entonces el área del triángulo está mayorada por el área de la circunferencia. Finalmente, se tiene que <br />$$\|v\|_{0,T}=\sqrt{2A(T)}\|v\|_{0,T_0}\le \sqrt{\frac{\pi}{2}}\operatorname{diam}(T)\|v\|_{0,T_0}. \quad\square$$<br />\end{enumerate}

Asumí que a la norma le faltaba la raíz.


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aleph_omega
mensaje Jul 9 2011, 06:46 PM
Publicado: #3


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Muy bien, pasar a resueltos.
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