Casa » Teorema di Cauchy-Kowalevski

Teorema di Cauchy-Kowalevski

1875
  • Augustin-Louis Cauchy
  • Sofya Kovalevskaya
Sala di studio dei matematici Cauchy e Kovalevski con libri di analisi ed equazioni.

A fundamental existence and uniqueness theorem for differenziale parziale equations associated with Cauchy initial value problems. It states that if the PDE and the initial conditions are ‘analytic’ (can be represented by convergent power series), then a unique analytic solution exists in a neighborhood of the initial surface. It provides a local existence guarantee but does not address global behavior or well-posedness.

Il teorema di Cauchy-Kowalevski è un potente strumento teorico, sebbene la sua applicabilità pratica sia limitata dal rigoroso requisito di analiticità. Una funzione analitica è infinitamente differenziabile e può essere localmente rappresentata dalla sua serie di Taylor. Molti problemi fisici coinvolgono funzioni o confini non analitici, quindi il teorema non è applicabile.

The theorem considers a system of PDEs where the highest-order time derivative of each unknown function is expressed in terms of lower-order time derivatives and spatial derivatives. The initial data is specified on a non-characteristic surface (a surface where the initial value problem can be uniquely solved for the highest derivatives). For a PDE of order [latex]k[/latex], this typically involves specifying the function and its first [latex]k-1[/latex] time derivatives at [latex]t=0[/latex].

The proof of the theorem is constructive, based on finding the coefficients of the power series expansion of the solution. It demonstrates that under the analytic assumption, these coefficients can be uniquely determined from the PDE and the initial data, and that the resulting series converges in some small neighborhood. However, the theorem gives no information about the size of this neighborhood of existence, nor does it guarantee that the solution depends continuously on the initial data (a key component of well-posedness). Hans Lewy’s famous 1957 example showed a simple linear PDE with smooth (but non-analytic) coefficients that has no solutions at all, highlighting the theorem’s limitations.

UNESCO Nomenclature: 1102
- Analisi

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Nicchia/Specializzato

Precursori

  • cauchy’s work on complex analysis and power series
  • teoria delle funzioni analitiche di weierstrass
  • formulazione di problemi ai valori iniziali per odi e equazioni differenziali parziali
  • metodo delle maggioranze (una tecnica chiave nella dimostrazione)

Applicazioni

  • fornire una base teorica per l'esistenza di soluzioni nella fisica matematica
  • guidare lo sviluppo di metodi numerici basati su espansioni in serie
  • analisi teorica nella relatività generale
  • dimostrare l'esistenza di soluzioni locali a certe equazioni differenziali parziali non lineari

Brevetti:

NA

Potenziali idee innovative

Livelli! Iscrizione richiesta

Per accedere a questo contenuto devi essere un membro di !Professionals (100% free)!

Iscriviti ora

Siete già membri? Accedi
Related to: cauchy-kowalevski theorem, existence theorem, uniqueness theorem, analytic function, cauchy problem, initial value problem, power series, pde theory.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

DISPONIBILE PER NUOVE SFIDE
Ingegnere meccanico, responsabile di progetto, ingegneria di processo o ricerca e sviluppo
Sviluppo efficace del prodotto

Disponibile per una nuova sfida con breve preavviso.
Contattami su LinkedIn
Integrazione di componenti elettronici in plastica e metallo, progettazione in base ai costi, GMP, ergonomia, dispositivi e materiali di consumo di medio-alto volume, produzione snella, settori regolamentati, CE e FDA, CAD, Solidworks, Lean Sigma Black Belt, ISO 13485 in ambito medico

Stiamo cercando un nuovo sponsor

 

La tua azienda o istituzione si occupa di tecnica, scienza o ricerca?
> inviaci un messaggio <

Ricevi tutti i nuovi articoli
Gratuito, no spam, email non distribuita né rivenduta

oppure puoi ottenere la tua iscrizione completa -gratuitamente- per accedere a tutti i contenuti riservati >Qui<

Contesto storico

(se la data non è nota o non è rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

Principi di invenzione, innovazione e tecnica correlati

Torna in alto

Potrebbe anche piacerti