Hamilton-Jacobi equations

Tämä Pro gradu-tutkielma käsittelee Hamiltonin ja Jacobin yhtälöitä, jotka kuvaavat mekaanisen järjestelmän kehitystä klassisen mekaniikan puitteissa. Hamiltonin ja Jacobin yhtälöitä käytetään myös säätöteoriassa sekä kvanttimekaniikassa. Hamiltonin mekaaniikan kehitti Sir William Rowan Hamilton val...

Täydet tiedot

Bibliografiset tiedot
Päätekijä: Brander, Tommi
Muut tekijät: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Matematiikan ja tilastotieteen laitos, Department of Mathematics and Statistics, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Aineistotyyppi: Pro gradu
Kieli:eng
Julkaistu: 2012
Aiheet:
Linkit: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/37724
_version_ 1826225728734101504
author Brander, Tommi
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_facet Brander, Tommi Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto Brander, Tommi Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_sort Brander, Tommi
datasource_str_mv jyx
description Tämä Pro gradu-tutkielma käsittelee Hamiltonin ja Jacobin yhtälöitä, jotka kuvaavat mekaanisen järjestelmän kehitystä klassisen mekaniikan puitteissa. Hamiltonin ja Jacobin yhtälöitä käytetään myös säätöteoriassa sekä kvanttimekaniikassa. Hamiltonin mekaaniikan kehitti Sir William Rowan Hamilton valon käytöksen mallintamiseen ja Carl Gustav Jacob Jacobi kehitti sitä edelleen. Tutkielmassa annamme ehdot, joiden nojalla Hopfin ja Laxin kaava antaa ratkaisun Hamiltonin ja Jacobin yhtälöihin liittyvään alkuarvo-ongelmaan. Sen jälkeen määritämme sopivan heikon ratkaisun käsitteen ja näytämme heikkojen ratkaisujen olevan yksikäsitteisiä tietyillä ehdoilla. Lähestymme Hamiltonin ja Jacobin alkuarvo-ongelmaa asettamalla variaatio-ongelman, jonka Hopfin ja Laxin kaava ratkaisee. Osoitamme, että Hopfin ja Laxin kaavan antama ratkaisuehdokas on Lipschitz-jatkuva ja toteuttaa dynaamisen ohjelmoinnin periaatteen, joka kytkee sen optimaalisen säädön teoriaan. Sen jälkeen näytämme, että Hopfin ja Laxin kaavan antama funktio todella ratkaisee Hamiltonin ja Jacobin yhtälön alkuarvo-ongelman. Tärkeä työkalu Hopfin ja Laxin kaavan käsittelyssä on Legendren muunnos, joka muuntaa funktion sen konveksiksi duaaliksi. Näytämme, että konvekseille ja tarpeeksi nopeasti kasvaville funktioille Legendren muunnos sovellettuna kahteen kertaan antaa alkuperäisen funktion takaisin. Tutkielmassa tutkitaan Hamiltonin ja Lagrangen funktioita, jotka täyttävät nämä ehdot. Lopuksi määrittelemme, mitä tarkoitamme heikolla ratkaisulla Hamiltonin ja Jacobin yhtälön alkuarvo-ongelmaan. Määritelmässä käytämme semikonkaaveja funktioita. Osoitamme, että alkuehtojen semikonkaavius tai Hamiltonin funktion vahva konveksisuus takaavat heikkojen ratkaisuiden semikonkaaviuden, ja että semikonkaaveja ratkaisuja voi olla vain yksi, kunhan alkuarvo-ongelma täyttää sopivat säännöllisyysehdot.
first_indexed 2024-09-11T08:49:41Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.author", "value": "Brander, Tommi", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2012-04-26T07:49:25Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2012-04-26T07:49:25Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2012", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.other", "value": "oai:jykdok.linneanet.fi:1215635", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/37724", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4 Pro gradu-tutkielma k\u00e4sittelee Hamiltonin ja Jacobin yht\u00e4l\u00f6it\u00e4, jotka kuvaavat mekaanisen j\u00e4rjestelm\u00e4n kehityst\u00e4 klassisen mekaniikan puitteissa. Hamiltonin ja Jacobin yht\u00e4l\u00f6it\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n my\u00f6s s\u00e4\u00e4t\u00f6teoriassa sek\u00e4 kvanttimekaniikassa. Hamiltonin mekaaniikan kehitti Sir William Rowan Hamilton valon k\u00e4yt\u00f6ksen mallintamiseen ja Carl Gustav Jacob Jacobi kehitti sit\u00e4 edelleen.\n\nTutkielmassa annamme ehdot, joiden nojalla Hopfin ja Laxin kaava antaa ratkaisun Hamiltonin ja Jacobin yht\u00e4l\u00f6ihin liittyv\u00e4\u00e4n alkuarvo-ongelmaan. Sen j\u00e4lkeen m\u00e4\u00e4rit\u00e4mme sopivan heikon ratkaisun k\u00e4sitteen ja n\u00e4yt\u00e4mme heikkojen ratkaisujen olevan yksik\u00e4sitteisi\u00e4 tietyill\u00e4 ehdoilla. L\u00e4hestymme Hamiltonin ja Jacobin alkuarvo-ongelmaa asettamalla variaatio-ongelman, jonka Hopfin ja Laxin kaava ratkaisee. Osoitamme, ett\u00e4 Hopfin ja Laxin kaavan antama ratkaisuehdokas on Lipschitz-jatkuva ja toteuttaa dynaamisen ohjelmoinnin periaatteen, joka kytkee sen optimaalisen s\u00e4\u00e4d\u00f6n teoriaan. Sen j\u00e4lkeen n\u00e4yt\u00e4mme, ett\u00e4 Hopfin ja Laxin kaavan antama funktio todella ratkaisee Hamiltonin ja Jacobin yht\u00e4l\u00f6n alkuarvo-ongelman.\n\nT\u00e4rke\u00e4 ty\u00f6kalu Hopfin ja Laxin kaavan k\u00e4sittelyss\u00e4 on Legendren muunnos, joka muuntaa funktion sen konveksiksi duaaliksi. N\u00e4yt\u00e4mme, ett\u00e4 konvekseille ja tarpeeksi nopeasti kasvaville funktioille Legendren muunnos sovellettuna kahteen kertaan antaa alkuper\u00e4isen funktion takaisin. Tutkielmassa tutkitaan Hamiltonin ja Lagrangen funktioita, jotka t\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t n\u00e4m\u00e4 ehdot.\n\nLopuksi m\u00e4\u00e4rittelemme, mit\u00e4 tarkoitamme heikolla ratkaisulla Hamiltonin ja Jacobin yht\u00e4l\u00f6n alkuarvo-ongelmaan. M\u00e4\u00e4ritelm\u00e4ss\u00e4 k\u00e4yt\u00e4mme semikonkaaveja funktioita. Osoitamme, ett\u00e4 alkuehtojen semikonkaavius tai Hamiltonin funktion vahva konveksisuus takaavat heikkojen ratkaisuiden semikonkaaviuden, ja ett\u00e4 semikonkaaveja ratkaisuja voi olla vain yksi, kunhan alkuarvo-ongelma t\u00e4ytt\u00e4\u00e4 sopivat s\u00e4\u00e4nn\u00f6llisyysehdot.", "language": null, "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted using Plone Publishing form by Tommi Brander (toolbran) on 2012-04-26 07:49:23.465109. Form: Pro gradu -lomake (1 tekij\u00e4) (https://kirjasto.jyu.fi/julkaisut/julkaisulomakkeet/pro-gradu-lomake-1-tekijae). JyX data:", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by jyx lomake-julkaisija (jyx-julkaisija@noreply.fi) on 2012-04-26T07:49:24Z\nNo. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201204261578.pdf: 308714 bytes, checksum: f7c16816268f22f05092d6f86e23add3 (MD5)\nlicense.html: 4960 bytes, checksum: c0712ddfbe60f4d94d5ed716d77c6749 (MD5)", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2012-04-26T07:49:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201204261578.pdf: 308714 bytes, checksum: f7c16816268f22f05092d6f86e23add3 (MD5)\nlicense.html: 4960 bytes, checksum: c0712ddfbe60f4d94d5ed716d77c6749 (MD5)\n Previous issue date: 2012", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "27 s", "language": null, "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "eng", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Hamilton-Jacobi equations", "language": null, "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201204261578", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.dcmitype", "value": "Text", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "dcmitype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Matematiikan ja tilastotieteen laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Mathematics and Statistics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Matematiikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Mathematics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.updated", "value": "2012-04-26T07:49:25Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "updated", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": "fi", "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4041", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "yht\u00e4l\u00f6t", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kaavat", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "matematiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_37724
language eng
last_indexed 2025-02-18T10:56:20Z
main_date 2012-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2012
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/57066099-90a7-45e9-aea9-a99b689bae7d\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201204261578.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2012
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Brander, Tommi Hamilton-Jacobi equations Matematiikka Mathematics 4041 yhtälöt kaavat matematiikka
title Hamilton-Jacobi equations
title_full Hamilton-Jacobi equations
title_fullStr Hamilton-Jacobi equations Hamilton-Jacobi equations
title_full_unstemmed Hamilton-Jacobi equations Hamilton-Jacobi equations
title_short Hamilton-Jacobi equations
title_sort hamilton jacobi equations
title_txtP Hamilton-Jacobi equations
topic Matematiikka Mathematics 4041 yhtälöt kaavat matematiikka
topic_facet 4041 Matematiikka Mathematics kaavat matematiikka yhtälöt
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/37724 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201204261578
work_keys_str_mv AT brandertommi hamiltonjacobiequations