2008 | OriginalPaper | Buchkapitel
Erweiterung auf nichtlineare Randwertprobleme
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Wir betrachten folgendes nichtlineare Randwertproblem: Gesucht ist eine Funktion u auf
$$ \bar \Omega = \Omega \cup \Gamma $$
, welche die Differentialgleichung
$$ \sum\limits_{i = 1}^d {\frac{\partial } {{\partial x_i }}\left( {q_i (x, u(x), grad u(x))} \right)} + r(x, u(x), grad u(x)) = f(x)f{\text{\"u r alle }}x{\text{ }} \in {\text{ }}\Omega $$
und die Randbedingungen
$$ \begin{gathered} u(x) = g_D (x)f{\text{\"u }}r alle x \in \Gamma _D , \hfill \\ - \sum\limits_{i = 1}^d {q_i (x, u(x), grad u(x)) n_i (x)} = g_N (x)f{\text{\"u }}r alle x \in \Gamma _N \hfill \\ \end{gathered} $$
erfüllt. Dabei sind
q
i
(
x
, ξ
0
, ξ) für
i
=1, ...,
d
und
r
(
x
, ξ
0
, ξ) vorgegebene Funktionen, die auch nichtlinear von ξ
0
bzw. ξ = (ξ
1
, ... , ξ
d
)
T
abhängen können. Man beachte wieder die Divergenzform der Differentialgleichung. Durch Einführung des Flusses
q
(
x
, ξ
0
, ξ) = (
q
i
(
x
, ξ
0
, ξ))
i
=1
, ... ,
d
lässt sich das Randwertproblem kompakter schreiben:
$$ \begin{gathered} div \left( {q(x, u(x), grad u(x))} \right) + r(x, u(x), grad u(x)) = f(x)f{\text{\"u }}r alle x \in \Omega , \hfill \\ u(x) = g_D (x)f{\text{\"u }}r alle x \in \Gamma _D , \hfill \\ - q(x, u(x), grad u(x)) \cdot n(x) = g_N (x)f{\text{\"u }}r alle x \in ,\Gamma _N . \hfill \\ \end{gathered} $$
Der früher diskutiertelineare Fall entspricht der Setzung
$$ q(x,\xi _0 ,\xi ) = - A(x)\xi ,r(x,\xi _0 ,\xi ) = b(x) \cdot \xi + c(x)\xi _0 . $$
.