Sierpinski垫上的Laplace算子

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作为数学科学的一个新领域,分形几何很快就在几何测度论的基础上,并与调和分析,动力系统和遍历理论以及复分析等学科领域结合,迅速发展起来了,同时又与多种应用领域相互渗透与交叉,形成了我们称之为分形分析的新领域。分形分析主要研究各种分形对象的几何性质,分析性质以及它们在多种领域的应用。 在经典偏微分方程领域中,Laplace算子?起着重要作用,对△的研究也有诸多的既有理论高度又有实用价值的结果。然而,对于分形函数,分形图形等对象,根本没有经典导数存在,当然更谈不上Laplace算子。但是,任何分形对象作为一种运动状态,其运动速度总是现实存在着的,那么用什么数学工具来刻划分形对象的运动速度呢?进而,又如何定义并研究分形对象的微分算子,特别是象Laplace这样重要的算子呢?显然,这不仅是分形分析中极富挑战性的问题,就是在当今最具生命力的非线性科学领域中,分形PDE也已成为科学家们关注的前沿核心课题了。 本文主要从事分形PDE方面的研究工作,在Kigami理论的基础上,我们建立了水平三分Sierpinski垫([Str3]1)上的调和函数,Dirichlet型与Laplace算子的新结果。 Kigami([Ki3])给出了水平三分Sierpinski垫K上Laplace算子的直接定义,在他的定义下,可以描述调和函数的结构,Green函数和Poisson方程的解。 定义A([Ki3])。序列E<,m>,ε<,m>与△m定义如下: Kigami的主要结果有: 命题A.(1)对K上任意的连续函数μ,序列εm(u,u)单调增加,所以ε(u,u)=?ε<,m>(u,u)(0.4)在[0,∞]是完全确定的;ε(u,u)=0当且仅当u是常数. 用dom(ε)表示满足ε(u,u)<∞的连续函数的集合.则dom(ε)模常数是一个以ε(u,v)=?ε<,m>(u,v)(0.5)为内积的Hilbert空间, (2)函数h称为在K上调和,如果它在具有相同边界值的函数中最小化能量ε(u,u).若h调和,则对每一个m,有ε<,m>(h,h)=ε(h,h).u∈dom(△)且△u=f当且仅当u与f连续,且△u一致收敛到f. Strichartz([Str3])把Kigami[Ki3]构造性的差商法与Kusuoka,Zhou[KZ]对Sierpinski地毯所引进的平均值法相结合,在Sierpinski垫K<,1>上得到了如下结果. 定义B([Str3]).x~<,m>y定义如下: 当为x=ω,y=ωˊ为词且ω≠ωˊ时,ω~<,m>ωˊ定义为F<,ω>K<,1>∩F<,ωˊ>K1≠0. 当x,y∈V<,m>且x≠Y时,存在一个长度为|ω|=m的词ω=(ω<,1>,…,ω<,m>)使得x,y∈F<,ω>K<,1>,这里F<,ω>=F<,ω<,1>>?…?F<,ω<,m>>. 定义C([Str3]).函数f关于词ω的平均值定义为: 对任意的词ω,称 A<,ω>(f)=?f?F<,ω>dμ=3<-m>?fdμ(0.6) 为f关于词ω的平均值,记A<,ω>(f)=a<,ω>. 序列?<,m>,?与?定义([str3])如下: ?<,m>=?(A<,ω>(u)-A<,ωˊ>(u))(A<,ω>(v)-A<,ωˊ>(v))(0.7) 定理A. 若h是调和函数,则?(h,h)独立于m.事实上,就等于ε(h,h). 定理B. 如果u∈dom(ε),则 (0.10)反之,若u连续,且 (0.11)则u∈dom(ε) 定理C.若μ∈dom(△),且△u=f,则△m一致收敛到f. 定理D.若u连续,且△m一致收敛到某个连续函数f,则u∈dom(△),且△u=f. 我们在Kigami和Strichartz的方法基础上引进加权平均值法,在水平三分Sierpinski垫K上得到如下的结果. 定义1.对任意的词ω,我们定义f厂关于词ω的平均值? (0.12)记A<,ω>(f)=?.序列?,?与?定义如下:? (0.13)? (0.14)? (0.15) 利用序列?<,ω>(f),?<,m>,?<,m>与?<,m>,我们便可定义水平三分Sierpinski垫上的调和函数h,Dirichlet型ε与Laplace算子△。 定理1. 若h是调和函数,则?<,m>(h,h)是独立于m,事实上,就等于ε(h,h)。 定理2. 如果u∈dom(ε),则?反之,若u连续且?则i∈dom(ε)。 定理3. 若u∈dom(△)且△u=f,则?<,m>u一致收敛到f. 定理1,定理2,定理3的结果在形式上与定理A,定理B,定理C相似,但我们已经做了实质性的推广,主要差别在于图调和条件的不同.Strichartz给出了Sierpinski垫上的图调和条件:方程?对所有的长度为m非边界词w成立. 我们给出了水平三分Sierpinski垫上的图调和条件:对所有的长度为m非边界词w下式成立.?这里(ijk)和((i-3)ln)分别是(456)和(123)的置换。 我们的条件不同于Strichartz的主要原因在于水平三分Sierpinski垫中的这些点x=1/3(F<,w>p<,1>+F<,w>p<,2>+F<,w>p<,3>)(这里|w|=m≥0,|w|表示词w的长度)有六个相邻点,其它非边界点仅有4个相邻点.而Sierpinski垫中的所有非边界点仅有4个相邻点。
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学位论文Sierpinski垫上的Laplace算子发表于2005年期南京大学作者唐东磊,本篇论文的所有权归原作者唐东磊所有,如果您对本文有版权争议,可与客服联系进行内容授权或下架。