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    Mathematik für Physiker 2

    Gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, mathematische Grundlagen der Quantenmechanik

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    Mathematik für Physiker 2
    Gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, mathematische Grundlagen der Quantenmechanik

    Autoren:

    Verlag:
    Teubner B.G.   Weitere Titel dieses Verlages anzeigen

    Auflage: 3. A.
    Erschienen: Januar 2008
    Seiten: 752
    Sprache: Deutsch
    Illustration: 97 schw.-w. Abb.
    Maße: 209x139x40
    Einband: Kartoniert / Broschiert
    ISBN: 3835102338
    EAN: 9783835102330

    Inhaltsverzeichnis

    Inhalt
    Kapitel I Übersicht
    1.Beispiele für Differentialgleichungsprobleme
    1Gewöhnliche Differentialgleichungen13
    2Partielle Differentialgleichungen15
    3Was bedeutet "Lösung einer Differentialgleichung"?23
    4Die Schrödinger-Gleichung24
    Kapitel II Gewöhnliche Differentialgleichungen
    2.Grundlegende Theorie
    4Das allgemeine Anfangswertproblem27
    2Das Anfangswertproblem als Integralgleichung29
    3Die Standardvoraussetzung für DG-Systeme30
    4Kontrolle und Eindeutigkeit von Lösungen32
    5Existenz von Lösungen34
    6Zum Definitionsintervall maximaler Lösungen38
    7Differenzierbarkeitseigenschaften von Lösungen44
    3.Allgemeine lineare Theorie
    1Lineare Systeme55
    2Zur algebraischen Bestimmung von etA59
    3Die lineare Differentialgleichungen n-ter Ordnung67
    4.Lineare Differentialgleichungen zweiter Ordnung
    1Problemstellung70
    2Sturm-Liouville-Form und Fundamentalsysteme71
    3Potenzreihenentwicklungen von Lösungen74
    4Reihendarstellung von Lösungen in singulären Randpunkten ....80
    5.Einführung in die qualitative Theorie
    1Autonome Systeme98
    2Phasenportraits linearer Systeme in der Ebene105
    3Die Differentialgleichung x = F(x)109
    4Stabilität von Gleichgewichtspunkten117
    5Die direkte Methode von Ljapunow120
    6Die Sätze von Liouville und Poincare-Bendixson128
    Kapitel III Partielle DG, elementare Lösungsmethoden
    6.Separationsansätze und Fourierreihen
    1Die schwingende Saite I133
    2Fourierreihen137
    3Die schwingende Saite II148
    4Wärmeleitung im Draht156
    5Das stationäre Wärmeleitungsproblem für die Kreisscheibe164
    7.Die Charakteristikenmethode für DG 1. Ordnung
    1Die quasilineare Differentialgleichung172
    2Die allgemeine Differentialgleichung F(x, u, du) = 0183
    3Wellenfronten, Lichtstrahlen und Eikonalgleichung191
    4Systeme von Differentialgleichungen erster Ordnung199
    Kapitel IV Hilfsmittel aus der Analysis
    8.Lebesgue-Theorie und Lp-Räume
    1Eigenschaften des Lebesgue-Integrals201
    2Die Räume Lp(om)212
    3Der Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung219
    9.Hilberträume
    1Beispiele für Hilberträume221
    2Abgeschlossene Teilräume und orthogonale Projektionen225
    3Dichte Teilräume232
    4Vollständige Orthonormalsysteme233
    10.Glättung von Funktionen, Fortsetzung stetiger Funktionen
    1Testfunktionen242
    2Faltung mit Test funktionen244
    3Glättung von Funktionen246
    4Das Fundamentallemma der Variationsrechnung252
    5Fortsetzung stetiger Funktionen, die Räume Ck(U)254
    11.Gaußscher Integralsatz und Greensche Formeln
    1Untermannigfaltigkeiten des Rn257
    2Integration auf Untermannigfaltigkeiten266
    3Der Gaußsche Integralsatz272
    4Die Greenschen Identitäten275
    5Der Laplace-Operator in krummlinigen Koordinaten279
    12.Die Fouriertransformation
    1Zielsetzung283
    2Die Fouriertransformation auf L1/(IRn)286
    3Die Fouriertransformation auf y{Rn)292
    4Die Fouriertransformation auf L2(Rn)298
    5Anwendungen299
    13.Schwache Lösungen und Distributionen
    1Schwache Lösungen von Differentialgleichungen303
    2Distributionen306
    3Konvergenz von Distributionenfolgen309
    4Differentiation von Distributionen311
    5Grundlösungen315
    6Die Fouriertransformation für temperierte Distributionen318
    Kapitel V Die drei Grundtypen linearer Differentialgleichungen 2. Ordnung
    14.Randwertprobleme für den Laplace-Operator
    1Übersicht325
    2Eigenschaften des Laplace-Operators326
    3Eindeutigkeit von Lösungen346
    4Existenz von Lösungen: Perron-Methode349
    5Existenz von Lösungen: Integralgleichungsmethode352
    6Existenz von Lösungen: Variationsmethode359
    15.Eigenwertprobleme für den Laplace-Operator
    1Entwicklung nach Eigenfunktionen des Laplace-Operators372
    2Geometrische Eigenschaften von Eigenwerten und -funktionen . . .381
    3Eigenwerte und Eigenfunktionen für Kreisscheibe und Kugel ....383
    16.Die Wärmeleitungsgleichung
    1Bezeichnungen, Problemstellungen401
    2Eigenschaften des Wärmeleitungsoperators402
    3Das Anfangswertproblem407
    4Das Anfangs-Randwertproblem414
    17.Die Wellengleichung
    1Bezeichnungen, Problemstellungen429
    2Eigenschaften des d'Alembert-Operators430
    3Das Anfangswertproblem442
    4Das Anfangs-Randwertproblem453
    Kapitel VI Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik
    18.Mathematische Probleme der Quantenmechanik
    1Ausgangspunkt, Zielsetzung, Wegweiser463
    2Beugung und Interferenz von Elektronen465
    3Dynamik eines Teilchens unter dem Einfluß eines Potentials ....467
    4Das mathematische Modell der Pionier-Quantenmechanik471
    19.Maß und Wahrscheinlichkeit
    1Diskrete Verteilungen477
    2Erwartungswert und Streuung einer diskreten Verteilung483
    3Varianz und Streuung einer diskreten Verteilung486
    4Verteilungen mit Dichten490
    5a-Algebren und Borelmengen493
    6Eigenschaften von Maßen496
    7Konstruktion von Maßen durch Fortsetzung499
    8Das Lebesgue-Maß502
    9Wahrscheinlichkeitsmaße auf R504
    20.Integration bezüglich eines Maßes
    1Das Konzept des u-Integrals508
    2Das u-Integral für Elementarfunktionen509
    3Meßbare Funktionen514
    4Das u-Integral519
    5Vertauschbarkeit von Limes und Integral525
    6Das u-Integral für Wahrscheinlichkeitsmaße auf R530
    7Lp-Räume und ihre Eigenschaften538
    8Dichte Teilräume und Separabilität542
    21.Spektrum und Funktionalkalkül symmetrischer Operatoren
    1Beschränkte Operatoren und Operatornorm547
    2Beispiele550
    3Die C*-Algebra L(H)556
    4Konvergenz von Operatoren562
    5Das Spektrum beschränkter Operatoren568
    6Analytizität der Resolvente, Folgerungen für das Spektrum575
    7Der Funktionalkalkül für symmetrische Operatoren580
    8Positive Operatoren und Zerlegung von Operatoren589
    9Erweiterung des Funktionalkalküls591
    22.Der Spektralsatz für beschränkte symmetrische Operatoren
    1Spektralzerlegung und Spektralsatz596
    2Beispiele603
    3Diagonalisierung beschränkter symmetrischer Operatoren605
    4Spektralzerlegung kompakter symmetrischer Operatoren617
    5Anwendung auf Rand-Eigenwertprobleme627
    6Der allgemeine Zustandsbegriff633
    23.Unbeschränkte Operatoren
    1Definitionen und Beispiele642
    2Abgeschlossene Operatoren647
    3Der Abschluß gewöhnlicher Differentialoperatoren651
    4Der adjungierte Operator659
    5Spektrum und Resolvente664
    6Zur praktischen Bestimmung des Spektrums671
    24.Selbstadjungierte Operatoren
    1Charakterisierung selbstadjungierter Operatoren676
    2Wesentlich selbstadjungierte Operatoren680
    3Symmetrische Operatoren mit diskretem Spektrum682
    4Störung wesentlich selbstadjungierter Operatoren691
    25.Der Spektralsatz und der Satz von Stone
    1Spektralzerlegung und Funktionalkalkül699
    2Ausführung der Beweise für 1.3 - 1.7708
    3Selbstadjungierte Operatoren und unitäre Gruppen715
    4Hilbertraumtheorie und Quantenmechanik722
    Namen und Lebensdaten732
    Literaturverzeichnis734
    Symbole und Abkürzungen744
    Index746



    Vorwort

    Vorwort

    In diesem Band behandeln wir die Theorie und elementare Lösungsmethoden für wichtige Grundtypen von Differentialgleichungen der Physik und stellen mathematische Grundlagen für die Quantenmechanik bereit. Zielgruppe sind Studierende und Absolventen der Physik und der Mathematik, die sich mit Methoden und Ergebnissen der mathematischen Physik vertraut machen wollen.

    Für die zahlreichen hier behandelten Problemstellungen und Methoden gibt es über die Literatur verstreut gute und detaillierte Darstellungen, deren gezielte Nutzung für Studierende aber oft einen großen Aufwand bedeutet. Wir wollen mit diesem Werk eine Übersicht geben und eine Orientierungshilfe bieten, indem wir wichtige Methoden hervorheben und die leitenden Grundgedanken herausarbeiten, die Theorie aber nicht bis in die letzten Details verfolgen.

    Bei der Organisation dieses Bandes ließen wir uns von folgenden Gesichtspunkten leiten: Es sollte einen Leserkreis unterschiedlicher mathematischer Vorbildung angesprochen werden. Die Möglichkeit von Quereinstiegen sollte so gut es geht geboten und erleichtert werden. Daher verbot es sich, die benötigten umfangreichen Hilfsmittel aus der Analysis an den Anfang zu stellen, was zur Folge gehabt hätte, daß die Leser erst nach mehr als 120 Seiten bei den Kernthemen angekommen wären.

    Dementsprechend sind wir stufenweise vorgegangen. Die ersten drei Kapitel setzen nur Kenntnisse aus Band 1 voraus. Sie führen in die Theorie gewöhnlicher Differentialgleichungen ein und enthalten partielle Differentialgleichungen, die sich mit elementaren Methoden behandeln lassen. Hierbei geht es um die schwingende Saite, die Wärmeleitung in einem Draht endlicher Länge, die stationäre Wärmeverteilung in der Kreisscheibe und nichtlineare partielle Differentialgleichungen erster Ordnung. Erst danach wird der für mehrdimensionale Differentialgleichungsprobleme benötigte mathematische Apparat in einem eigenen Kapitel bereitgestellt: Übersicht über die Lebesgue-Integration, Hilberträume, Glättung von Funktionen, Integralsätze, Fouriertransformation, schwache Lösungen und Distributionen. Da die dort entwickelten Hilfsmittel in den folgenden Kapiteln nicht gleich von Anfang an und auch nicht alle zugleich verwendet werden, empfehlen wir den Lesern, sich diese erst bei Bedarf anzueignen; die benötigten Vorkenntnisse werden jeweils zu Beginn eines Paragraphen genannt. Der Wegweiser auf der folgenden Seite kann der groben Orientierung dienen.

    Bei diesem Aufbau waren Brüche nicht zu vermeiden. So werden z.B. die das Lebesgue-Integral betreffenden Beweise erst später im Rahmen einer allgemeinen Integrationstheorie nachgeholt, und für die Eigenwerttheorie des Laplace-Operators in § 15 wird auf einen Satz aus dem Schlußkapitel vorgegriffen.

    Die meisten Beweise sind ausgeführt, um den logischen Zusammenhang der jeweiligen Theorie erkennbar zu machen und um dem Leser die Möglichkeit zu geben, sich einschlägige Argumentations- und Arbeitsweisen anzueignen. Wo Beweise weggelassen werden, haben wir uns bemüht, den Zugang zur Literatur gezielt zu erleichtern.

    Bei der Fülle des Materials war es unvermeidlich, daß sich in die beiden ersten Auflagen einige Flüchtigkeitsfehler eingeschlichen haben, meistens leicht aus dem Kontext als solche zu erkennen. Auf einige Irrtümer und Beweislücken haben uns Kollegen und Studierende aufmerksam gemacht, denen wir für ihre Hinweise herzlich danken. Neben den notwendigen Berichtigungen haben wir für die dritte Auflage nur an wenigen Stellen größere Änderungen vorgenommen, um den gedanklichen Aufbau durchsichtiger zu machen.

    Wir danken den Herren J. Hellmich, J. Hertle, R. Honegger und B. Kümmerer dafür, daß sie uns in vielen Diskussionen zu Fragen der Quantenmechanik beraten haben. Unser ganz besonderer Dank gilt Ralph Hungerbühler für die drucktechnische Ausgestaltung und die Anfertigung der Figuren. Ohne seine Sachkenntnis, seinen Einsatz, sein Verständnis und seine Geduld hätte dieser Band nicht entstehen können.

    Tübingen, Oktober 2007

    H. Fischer, H. Kaul


    Klappentext

    Helmut Fischer, Helmut Kaul

    Mathematik für Physiker

    Wie im ersten Band ihres Werkes stellen die Autoren die mathematischen Grundlagen der Physik in gut zugänglicher und ansprechender Form dar. Das Buch eignet sich sowohl für das Selbststudium als auch zur Begleitung von Vorlesungen.

    Der Inhalt

    • Theorie gewöhnlicher Differentialgleichungen
    • Spezielle Funktionen der mathematischen Physik
    • Einführung in die qualitative Theorie
    • Separationsmethoden für partielle Differentialgleichungen
    • Fourierreihen und integrale
    • Hilberträume und LP-Räume
    • Distributionen
    • Rand- und Eigenwertprobleme für den Laplace-Operator
    • Wärmeleitungsgleichung und Wellengleichung
    • Wahrscheinlichkeit, Maß und Integral
    • Lineare Operatoren im Hilbertraum
    • Spektraltheorie selbstadjungierter Operatoren
    • Bezug der Spektraltheorie zur Quantenmechanik

    Die Zielgruppen

    Studierende und Absolventen der Physik und Mathematik an Fachhochschulen und Universitäten


    Die Reihe

    Teubner Studienbücher Mathematik

    Lehrbuch

    Mathematik


    ISBN 978 3 8351 0233-0

    www.teubner.de

    Register

    Index


    A

    abgeschlossene Operatoren, 649
    Ableitung
    - schwache, 361
    abschließbare Operatoren, 648
    Abschluß eines Operators, 647
    abschnittsweis glatt, 140
    absolutstetig, 219
    Adjungierte, 659
    adjungierter Operator, 557, 659
    - d'Alembert
    - Lösungsformel, 152, 442
    Reduktionsverfahren, 72
    - d'Alembertsche Lösungsformel Saitenschwingung, 177
    - d'Alembert Operator, 429
    Anfangs-Randwertproblem schwingende Saite, 134
    - Wärmeleitungsgleichung, 401
    - Wellengleichung, 453
    Anfangswertproblem, 28
    als Integralgleichung, 30 für DG n-ter Ordnung, 29 für die Wärmeleitungsgl., 401 in Fixpunktform, 30
    approximatives Punktspektrum, 572, 666
    asymptotisch stabil, 117
    Atlas, 262
    attraktiv, 117
    Außenraum, 326
    Autonome Systeme, 31, 40, 98
    avancierte Potentiale
    - der Wellengleichung, 453


    B

    Banachraum, 215
    Bernoulli-Experiment, 477
    beschränkter Operator, 547
    Besselfunktionen, 94, 384
    Besselsche DG, 71, 93
    Besselsche Ungleichung, 236
    Betrag eines Operators, 590
    Bicharakteristiken
    - einer char.
    Hyperfiäche, 438
    Bildmaß, 535
    Binomialverteilung, 478
    Borelmengen, 494
    Brennpunkt (char. Projektion), 176


    C

    Cfc -Differenzierbarkeit auf Q, 255
    Cr -berandet, 273
    Cauchy-Problem, 172, 401
    Cauchy-Schwarzsche Ungleichung für positive Operatoren, 562
    Cayley-Hamilton, 65
    Cetaev (Instabilitätssatz), 123
    Charakteristik, 174, 185
    Charakteristikenmethode, 186
    charakteristische DG, 174, 184
    charakteristische Gleichung, 83
    charakteristische Hyperfiäche, 433
    charakteristische Projektion, 174, 185
    charakteristische Umgebung, 175


    D

    Dichteoperator, 638
    Differentialgleichung
    - explizite, 28
    - implizite, 28
    - implizite partielle 1.
    Ordnung, 183
    - quasilineare 1.
    - Ordnung, 172
    Differentialgleichungssysteme 1. Ordnung, 199
    Differenzierbarkeit
    - auf Untermannigfaltigkeiten, 264
    Dirac-Distribution, 307, 309
    Dirac-Maß, 481, 512
    direkte Summe, 62, 611
    Dirichlet
    - Satz von, 140
    Dirichlet-Integral, 359
    Dirichlet Problem, 325
    Dirichletsches Eigenwertproblem, 372
    Dirichletsches Randwertproblem, 20
    disjunkte Darstellung, 510
    diskrete Verteilung, 481
    diskretes Spektrum, 683
    diskretes Wahrscheinlichkeitsmaß, 481
    dissipativ, 103
    Distribution, 307
    - Ableitung, 312
    - reguläre, 307
    - singulare, 308
    - temperierte, 319
    Drehimpulsoperatoren, 722
    Duhamelsches Prinzip
    - Wärmeleitungsgleichung, 414
    - Wellengleichung, 451
    - Eikonalgleichung, 192, 195
    - Einbettungssatz
    - von Morrey-Sobolew, 369
    - Eindeutigkeitssatz
    - für gewöhnliche DG, 34


    E

    eingesperrtes Teilchen, 627, 657, 687
    Elementarfunktionen, 205, 509
    Energie (Wellengleichung), 431
    Energieerhaltungssatz, 102, 432
    Erhaltungsgröße, 102
    erstes Integral, 102, 124
    Erwartungswert, 470, 474, 475, 483, 706, 708
    - transformierter Zufallsgrößen, 484, 535
    erzeugende Funktion, 76
    erzeugte cr-Algebra, 494
    Eulersche DG, 73, 81
    Eulersche DG (Strömungsmechanik), 22
    Existenz- und Eindeutigkeitssatz gewöhnliche DG, 37
    - partielle DG 1.
    - Ordnung, 187
    - quasilineares Cauchy-Problem, 175
    explizite DG n-ter Ordnung, 28
    explizite Differentialgleichung, 28


    F

    Faltung, 244
    Faltungssatz (Fouriertransf.), 292, 296
    fast überall, 204, 523
    - u-fast überall, 523
    Fixpunktform einer DG, 30
    Fluß
    - globaler, 131
    Flußabbildung, 128 formal adjungierter Differentialoperator, 275, 277
    Formen und Operatoren, 560, 689
    Fortsetzungssatz, 38
    für autonome Systeme, 40
    für Prämaße, 500
    Fourierintegral, 295
    Fourierkoeffizienten, 139
    - verallgemeinerte, 235
    Fourierreihe, 139, 236, 372
    Fouriertransformation
    - auf .y"(Rn), 322
    - auf , y(Rn), 294
    - auf L2 (Rn), 298
    - auf Ll (Rn), 286
    Fouriertransformierte, 286
    Frobenius-Methode, 81
    Fundamentallemma, 233
    - der Variationsrechnung, 252
    Fundamentalmatrix, 44, 55
    Fundamentalsystem, 44, 55, 68
    Funktional
    - lineares, stetiges, 230
    Funktionalkalkül
    - allgemeiner, 614, 615, 704
    für T, 703
    für die Klasse T, 592
    für Polynome, 580
    für stetige Funktionen, 582, 703


    G

    Gauß-Verteilung, 490
    Gaußsche DG, 97
    Gaußscher Integralsatz, 273
    Gen, 650
    Genbereich, 650
    Gesetz der großen Zahl, 489
    Gibbsches Phänomen, 141
    Glättung, 246
    Gleichgewichtspunkt, 100
    - asymptotisch stabiler, 117
    - attraktiver, 117
    - hyperbolischer, 104
    - instabiler, 117
    - stabiler, 117
    globaler Fluß, 131
    Gramsche Determinante, 265, 279
    Gramsche Matrix, 265, 279
    Graph eines Operators, 645
    Graphennorm, 649
    Greensche Formeln
    - verallgemeinerte, 277
    Greensche Funktion
    - erster Art, 333
    - zweiter Art, 333, 354
    Greensche Identitäten, 275
    Grenzwertsatz
    - de Moivre-Laplace, 490
    - zentraler, 491
    Gronwallsches Lemma, 33
    Grundlösung, 315
    - Laplace-Operator, 330
    - Wärmeleitung, 403


    H

    Höldersche Ungleichung, 216
    halbbeschränkter Operator, 681
    Halbfluß, 131
    Hamilton-Cayley, 65
    Hamilton-Funktion, 102, 191
    Hamilton-Operator, 473, 657
    Hamiltonsches System, 102, 124
    Hankelfunktionen, 95
    harmonische Funktionen, 164, 327
    harmonischer Oszillator (QM), 688
    Harnacksche Ungleichung, 171
    Hauptsatz (Lebesgue), 220
    Heisenbergsche Unschärferelation, 707
    Hermite-Funktionen, 300, 688
    Hermite-Polynome, 77, 300
    Hermitesche DG, 71, 77, 300
    Hilbertraum, 221
    Hilbertraumisomorphismus, 222
    Hilbertscher Folgenraum, 223
    Hilbertsches Lemma, 254
    Huygenssches Prinzip
    - geometrische Optik, 193
    - Wellengleichung, 448
    hyperbolischer Gleichgewichtspunkt, 104
    hypergeometrische DG, 97


    I

    ideale Messungen, 640
    implizite Differentialgleichung, 28
    Impulsoperatoren, 287, 473, 475, 642, 656, 675, 678, 717
    Indexgleichung, 83
    Innenraum, 326
    instabil, 117
    Integral
    - erstes, 102
    integraldefinierende Folge, 519
    Integralgleichung, 358
    Integralkurven, 100, 438
    Integraloperatoren, 357, 551
    Integration
    - auf Untermannigf., 266
    - partielle, 220, 274
    invariant
    - unter einem Fluß, 131
    invarianter Teilraum, 701
    Invarianz des Laplace-Operators unter
    - Bewegungen, 327
    Invertierbar keit
    in Y(H), 556
    Isomorphiesatz für Hilberträume, 240
    Isomorphismus
    - unitärer, 222


    J

    Jordansche Normalform, 66


    K

    kanonischen Gleichungen, 192
    Karte, 259
    Kegelbedingung, äussere, 350
    Kelvin-Transformation, 343
    klassische Lösung, 304
    kleine Störung, 692
    Knickstelle, 139
    Kommutator, 617
    kompakte Operatoren, 358, 617, 684
    kompatible Observable, 727
    kontinuierliches Spektrum, 568, 665
    Konvergenz
    - M-f.ü., 518
    - im Distributionensinn, 309
    - im Quadratmittel, 214
    - in der Operator norm, 562
    - schwache, 563
    - starke, 562
    Koordinatentransformation, 261, 279
    Kosinusreihen, 146
    kritischer Punkt (Vektorfeld), 100
    Kugelfunktionen, 384


    L

    L2 -Funktion, 213
    LP-Raume, 215
    Lösung
    - maximale, 37
    Lagrange-Funktion, 191
    Lagrange-Identitat, 72
    Laguerre-Polynome, 91
    - zugeordnete, 91
    Laguerresche DG, 90
    Laplace Beltrami-Operator, 393
    Laplace-Gleichung, 20, 326
    Laplace-Operator, 325, 326, 690
    - auf dem Rn , 680
    - auf dem Rn , 673
    - in Kugelkoordinaten, 280, 391
    - in Polarkoordinaten, 164
    Lebesgue
    - Satz von, 528
    Lebesgue-Integral, 206, 530
    Lebesgue-Maß, 203, 503
    Legendre-Funktionen
    - zugeordnete, 88, 393
    Legendre-Polynome, 76, 239, 393
    Legendresche DG, 71
    - allgemeine, 87
    Leibnizregel, 245
    Lemma von du Bois-Reymond, 252
    linear beschränkte Systeme, 42
    lineare DG
    - n-ter Ordnung, 67
    - mit konstanten Koeffizienten, 68
    lineare Systeme
    - gewöhnlicher DGn, 31, 55
    - komplexe Lösungen, 59
    - konstante Koeffizienten, 58
    linearisierte DG, 48
    Linearisierungssatz
    - von Grobman-Hartman, 104
    Linksshift, 550
    Lipschitz-Bedingung, 31
    Ljapunow-Funktion, 121
    lokalintegrierbar, 217


    M

    möglicher Beobachtungswert, 504
    Maß, 496
    - cr-endliches, 496
    - endliches, 496
    Majorantenkriterium, 524
    majorisierte Konvergenz, 528
    Mannigfaltigkeit
    - orientierbare, 263
    maximal symmetrisch, 646
    maximale Lösung, 37
    Maximumprinzip
    - Dirichlet-Problem, 170
    - für holomorphe Funktionen, 340
    - Laplace-Operator, 327
    - strenges, 327, 339, 407
    - subharmonische Funktionen, 339
    - Wärmeleitung, 161, 404, 405
    Maxwellsche Gleichungen, 20
    meßbar
    - Lebesgue- 203
    meßbare Funktionen, 205, 514, 519
    meßbare Menge, 496, 508
    Messung
    - ideale, 640
    - scharfe, 602, 727
    Minimalpolynom, 61
    Minkowskische Ungleichung, 216
    Mischung von Wahrscheinlichkeitsmaßen, 505
    Mittelwerteigenschaft
    - harmonischer Funktionen, 338
    - u-Integral, 511, 519, 520
    - u-integrierbar, 519
    - uMajorante, 524
    - uNullmenge, 502
    Multiindex, 244
    Multiplikatordarstellung, 607, 613, 699
    Multiplikatoren
    - auf e2 , 552, 646
    - auf L2 (£}, //), 553, 647


    N

    Navier-Stokes-Gleichungen, 22
    Neumann-Problem, 20, 159, 325
    - für Außenräume, 354
    - für Innenräume, 353
    Neumannfunktionen, 95
    Neumannsche Reihe, 575
    Neumannsches Eigenwertproblem, 373
    Newton-Potential, 330
    nichtentartetes Spektrum, 605, 606
    Normalgebiet, 273
    Normalverteilung, 491
    Normkonvergenz (Operatoren), 562
    Normschranke, 547
    Nullmenge, 204


    O

    Oberflächeninhalt, 267
    Observable, 473, 723
    - kompatible, 727
    ONS
    - vollständiges, 236, 237
    Operator
    - abgeschlossener, 649
    - abschließbarer, 648
    - adjungierter, 557, 659
    - beschränkter, 547
    - halbbeschränkter, 681
    - kompakter, 358, 617, 684
    - linearer, 644
    - mit diskretem Spektrum, 683
    - positiver, 562, 589
    - selbstadjungierter, 661, 676
    - symmetrischer, 558, 644
    - von endlichem Rang, 617 -wesentlich selbstadjungierter, 680
    Orbit, 100
    orientierbare Mannigfaltigkeit, 263
    Orientierung, 263
    orthogonale Projektion, 226
    orthogonaler Projektor, 228
    Orthogonalreihe, 234
    Ortsoperatoren, 287, 473, 475, 642, 717


    P

    Parameterintegrale, 210
    Parametertransformation, 261
    Parameterumgebung, 259
    Parametrisierung
    - einer Untermannigf., 259
    Parseval-Plancherel-Formel, 298
    Parsevalsche Gleichung, 236
    partielle Integration, 220, 274
    Pendel, 103, 116, 130
    periodische Standardfortsetzung, 140
    Phasenbild, 101
    Phasenportrait, 101
    Phasenraum, 100
    Picard-Iterierte, 34
    Picard-Lindelöf, 34
    - Fehlerabschätzung, 36
    Poincare-Ungleichung, 363
    Poisson
    - Gleichung, 20, 326
    - Integral, 167, 336
    - Kern, 167, 336
    - Verteilung, 479
    Poissonsche Darstellungsformel (Wellengleichung), 447
    Polarisierungsgleichung
    - für Formen, 560
    - für Operatoren, 561
    Polarzerlegung, 590
    polynomial beschränkt, 293
    positive Operatoren, 562, 589
    Potential
    - der doppelten Schicht, 353, 355
    - der einfachen Schicht, 353, 355
    Potentialtheorie, 355
    P, Q-Gesetz, 287, 294
    Prämaß, 499
    Projektor
    - orthogonaler, 228
    Punktspektrum, 568, 665


    Q

    quadratische Form, 560
    Quantisierung, 473, 722, 723
    quasilineare DG, 172
    quasilineare DG 1.
    Ordnung, 172


    R

    Radon-Nykodym, 532
    Randwertproblem
    - erstes, 325
    - zweites, 325
    Rayleigh-Prinzip, 377, 622
    Rechtsshift, 550
    regulär im Unendlichen, 344
    regulärer Randpunkt, 272
    Regularisierung, 246
    Regularitätssatz (Dirichlet-Problem) 370
    relative Häufigkeit, 481
    Rellichscher Auswahlsatz, 364
    Resolvente, 568, 576, 664, 669
    Resolventenmenge, 568, 664
    Restspektrum, 568, 665
    retardierte Potentiale
    - der Wellengleichung, 452
    Riemann Stieltjes Summen, 533
    Riesz Frechet
    - Darstellungssatz, 231
    Rodrigues Formel, 76, 78, 91


    S

    Satz von
    - Beppo Levi (monotone Konvergenz), 208, 525
    - Cayley Hamilton, 65
    - der gleichmäßigen Beschränktheit, 564
    - der monotonen Konvergenz, 525, 566
    - Dirichlet, 140
    - Fischer Riesz, 214, 539
    - Fubini, 211
    - Hellinger und Toeplitz, 646
    - Hubert-Schmidt, 622
    - Kato-Rellich, 693
    - Lebesgue (kleiner), 529
    - Lebesgue (majorisierte Konvergenz), 208, 528
    - Radon-Nykodym, 532
    Stone, 718
    - Tietze-Uryson, 256
    - Tonelli, 212
    scharfe Messung, 602, 727
    schnellfallende Funktionen, 292
    Schrödinger-Gleichung, 24, 467, 687
    Schrödinger-Operator, 691, 697
    schwach meßbar, 416
    schwache Ableitung, 361
    schwache Konvergenz, 563
    schwache Lösung, 303
    - Dirichlet -Problem, 365, 370
    - Wellengleichung, 455
    schwache Losung
    - Wärmeleitungsgleichung, 420
    schwache Singularitäten
    - lineare DG 2. Ordng., 80
    Stoßwellen, 436
    Schwartz-Raum, 292
    schwingende Saite, 15, 133, 148
    - inhomogene, 629
    selbstadjungierte Operatoren, 661, 676
    selbstadjungierter Differentialoperator, 275
    separabler Raum, 218, 544
    Separationsmethode, 70, 134, 150
    Sesquilinearform, 560
    - o--Additivität, 203, 496
    - a Algebra, 203, 493
    - erzeugte, 494
    singulare DG 2. Ordnung, 14
    Singularitäten
    schwache, 80, 437
    Sinusreihen, 146
    Sobolew-Räume, 362
    spektraler Abbildungssatz, 580, 584
    spektraler Teilraum, 701
    Spektralmaß, 597, 705, 708
    Spektralprojektor, 701
    Spektralsatz
    - beschränkte symmetrische Op., 599
    - kompakte symmetrische Op., 622
    selbstadjungierte Op., 705
    Spektralschar, 596, 705
    Spektralzerlegung, 598, 702
    Spektrum, 568, 664
    - approximatives Punkt- 572, 666
    - diskretes, 683
    - in der Physik, 470, 574
    - kontinuierliches, 568, 665
    - nichtentartetes, 605, 606
    - Punkt , 568, 665
    - Rest , 568, 665
    - und mögliche Meßwerte, 726
    sphärisches Mittel, 444
    spherical harmonics, 384
    Sprungstelle, 139
    Spur, 633, 635
    Spurklasse, 633
    Störung, kleine, 692
    stückweis glatt, 139
    stückweis stetig, 139
    stabil, 117
    Stabilitätssatz
    - Eigenwertkriterium, 118
    - Ljapunow, 122
    Standardabweichung, 486
    Standard Voraussetzung für GDG, 30
    starke Konvergenz, 562
    stationärer Punkt (Vektorfeld), 100
    statistisches Gemisch, 637, 639
    Stetigkeit von Maßen, 497
    Stoßwelle
    schwache, 436
    Streuung, 486, 535
    Sturm-Liouville-Form, 71
    Subadditivität von Maßen, 498
    subharmonisch, 339
    Summe
    - direkte, 611
    Superpositionsprinzip, 148
    support, 242
    symmetrischer Operator, 558, 644


    T

    Tangentialraum, 264
    Teilraum
    - A invarianter, 701
    temperierte Distribution, 319
    Testfunktion, 242
    Tietze-Uryson, 256
    Träger, 242, 510
    Transformationssatz
    - für Bildmaße, 535
    Transformationssatz für Integrale, 212
    Transversalitätsbedingung, 187
    Tschebyschewsche Ungleichung, 487
    Tschetajew (Instabilitätssatz), 123


    U

    Umgebung
    - charakteristische, 175
    Umkehrsatz (Fouriertransformation), 292, 294, 296
    unitär äquivalente Operatoren, 222, 614
    unitäre Abbildung, 221
    unitäre Gruppe, 468, 587, 685
    unitärer Isomorphismus, 222
    unitäre Gruppe, 715
    Untermannigfaltigkeiten des fftn , 257


    V

    Varianz, 486, 535, 706, 708
    Variation der Konstanten, 57
    Variationsgleichung, 48
    Vektor
    - zyklischer, 606
    vertauschbare Operatoren, 616, 730
    Verteilung, 504
    - der Beobachtungswerte, 725
    - diskrete, 480
    - mit Dichte, 490, 491, 532
    - und Verteilungsfunktion, 506
    Verteilungsfunktion, 505
    vollständiges ONS, 236, 237
    Vollständigkeit von LP(ft, /x), 539
    Volumenpotential, 352, 355


    W

    Wärmeleitungsgleichung, 19, 401
    Wärmeleitungskern, 403
    Wärmeleitungsproblem im Draht, 156
    in der Kreisscheibe, 164
    Wahrscheinlichkeitsmaß, 497, 504
    Wahrscheinlichkeitsraum, 497
    Weierstraßscher Approx.satz, 148
    Wellenfronten und Strahlen, 441
    Wellenfunktion, 467
    Wellengleichung, 18, 442, 449
    - avancierte Potentiale, 453
    - inhomogene, 154, 451
    - retardierte Potentiale, 452
    wesentlich selbstadjungiert, 680
    Wronski-Determinante, 56, 68


    Z

    Zerlegungssatz
    - für Hilberträume, 227
    - Minimalpolynom, 62
    Zufallsvariable, 536
    Zustand, 466, 472, 724
    Zustandsvektor, 472
    zwiebelweise Integration, 270
    zyklischer Teilraum, 608
    zyklischer Vektor, 606



    Autor


    Dr. rer. nat Helmut Fischer

    Akad. Oberrat i. R., geb. 1936 in Wuppertal. Ab 1955 Studium der Mathematik und Physik, Universität Tübingen bei E. Kamke, H. Wielandt und W. Braunbek. Angestellten- und Assistententätigkeit am Mathematischen Institut der Universität Tübingen, 1967 Promotion bei H. Wielandt. 1969 - 2001 Rat/Oberrat am Mathematischen Institut der Universität Tübingen.

    Prof. Dr. rer. nat Helmut Kaul

    Geboren 1936 in Gleiwitz. 1958-1965 Studium der Mathematik und Physik, Universität Göttingen und FU Berlin bei H. Grauert, K.-P. Grotemeyer, W. Klingenberg und S. Hildebrandt. 1970 Promotion, Universität Mainz. 1971-1977 Wiss. Rat und Professor, GHS Duisburg. 1978-2001 Professor, Universität Tübingen.


    Reviews

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