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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

The One-Dimensional Modified Weyl-Berry Conjecture: An Elementary Approach

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Abstract

Let \(\varOmega \) be a bounded domain in \(\mathbb {R}^n\) with boundary \(\delta \varOmega \) and consider the eigenvalue problem
$$ -\varDelta u=\lambda u, $$
with Dirichlet boundary conditions, i.e. \(u\left| _{\delta \varOmega }\right. =0\). Its set of eigenvalues, \(0<\lambda _1\le \lambda _2\le \cdots \le \lambda _k\le \cdots \)—each eigenvalue being repeated according to (algebraic) multiplicity—is countable and the eigenvalue counting function may be defined as
$$ N(\lambda ):=\#\{(0<)\lambda _k<\lambda \}, $$
for a given positive \(\lambda \). The modified Weyl-Berry conjecture for the asymptotics of the eigenvalues of the Laplacian on bounded open subsets of the line (fractal strings) then states that
$$ N(\lambda )=\pi ^{-1}\left| \varOmega \right| _1\lambda ^{\frac{1}{2}}+\mathscr {O}(\lambda ^{\frac{d}{2}}), $$
with \(\left| \varOmega \right| _1\) being the one-dimensional Lebesgue measure of \(\varOmega \) and \(d\in [0,1]\) the Minkowski dimension of the boundary. Based upon a matrix representation of the Laplacian, it will be shown how to obtain some of the key results on the one-dimensional modified Weyl-Berry conjecture through elementary methods.

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Fußnoten
1
Note that for the standard Cantor string \(a=3\) and \(b=2\).
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Betten, J.: Finite Elemente für Ingenieure 1: Grundlagen, Matrixmethoden, Elastisches Kontinuum. Springer, Heidelberg (1997)CrossRef Betten, J.: Finite Elemente für Ingenieure 1: Grundlagen, Matrixmethoden, Elastisches Kontinuum. Springer, Heidelberg (1997)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Etienne, R.J.: Some numerical results for the spectrum of monoatomic cantor chains. In: 2nd Conference on Analysis and Probability on Fractals. Cornell University, Ithaca, NY (2005) Etienne, R.J.: Some numerical results for the spectrum of monoatomic cantor chains. In: 2nd Conference on Analysis and Probability on Fractals. Cornell University, Ithaca, NY (2005)
3.
Zurück zum Zitat Etienne, R.J.: On the asymptotic distribution of the Dirichlet eigenvalues of Fractal Chains. Ph.D. thesis, University of Siegen, Siegen (2014) Etienne, R.J.: On the asymptotic distribution of the Dirichlet eigenvalues of Fractal Chains. Ph.D. thesis, University of Siegen, Siegen (2014)
5.
Zurück zum Zitat Hellwege, K.H.: Einführung in die Festkörperphysik I, Heidelberger Taschenbücher, vol. 33. Springer, Heidelberg (1968)CrossRef Hellwege, K.H.: Einführung in die Festkörperphysik I, Heidelberger Taschenbücher, vol. 33. Springer, Heidelberg (1968)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Kittel, C.: Introduction to Solid State Physics. Wiley, New York (1996) Kittel, C.: Introduction to Solid State Physics. Wiley, New York (1996)
7.
Zurück zum Zitat Lapidus, M.L., Maier, H.: The Riemann hypothesis and inverse spectral problems for fractal strings. J. Lond. Math. Soc. 52(2), 15–34 (1995)MathSciNetCrossRef Lapidus, M.L., Maier, H.: The Riemann hypothesis and inverse spectral problems for fractal strings. J. Lond. Math. Soc. 52(2), 15–34 (1995)MathSciNetCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Lapidus, M.L., Pomerance, C.: The Riemann Zeta-function and the one-dimensional Weyl-Berry conjecture for fractal drums. Proc. Lond. Math. Soc. 66(3), 41–69 (1993)MathSciNetCrossRef Lapidus, M.L., Pomerance, C.: The Riemann Zeta-function and the one-dimensional Weyl-Berry conjecture for fractal drums. Proc. Lond. Math. Soc. 66(3), 41–69 (1993)MathSciNetCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Lapidus, M.L., van Frankenhuysen, M.: Fractal Geometry and Number Theory: Complex Dimensions of Fractal Strings and Zeros of Zeta Functions. Birkhäuser, Berlin (2000)CrossRef Lapidus, M.L., van Frankenhuysen, M.: Fractal Geometry and Number Theory: Complex Dimensions of Fractal Strings and Zeros of Zeta Functions. Birkhäuser, Berlin (2000)CrossRef
Metadaten
Titel
The One-Dimensional Modified Weyl-Berry Conjecture: An Elementary Approach
verfasst von
Roland J. Etienne
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-10419-1_6