Harmoniset funktiot ja satunnaiskävely

Tämän tutkielman ensimmäisessä kokonaisuudessa tarkoituksena on tutustua harmonisiin funktioihin ja niiden ominaisuuksiin. Niistä keskeinen on harmonisen funktion keskiarvoperiaate. Toisessa kokonaisuudessa tarkastellaan todennäköisyysteoriaa ja harmonisen funktion yhteyttä pallossa tapahtuvaan satu...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Uusitalo, Susanna
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Matematiikan ja tilastotieteen laitos, Department of Mathematics and Statistics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2023
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/90669
_version_ 1826225708436815872
author Uusitalo, Susanna
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Uusitalo, Susanna Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Uusitalo, Susanna Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Uusitalo, Susanna
datasource_str_mv jyx
description Tämän tutkielman ensimmäisessä kokonaisuudessa tarkoituksena on tutustua harmonisiin funktioihin ja niiden ominaisuuksiin. Niistä keskeinen on harmonisen funktion keskiarvoperiaate. Toisessa kokonaisuudessa tarkastellaan todennäköisyysteoriaa ja harmonisen funktion yhteyttä pallossa tapahtuvaan satunnaiskävelyyn. Tutkielman alussa tutustutaan Laplacen yhtälöön, jonka avulla harmoniset funktiot määritellään. Erityisesti tarkastellaan sen fysikaalista tulkintaa ja johdetaan perusratkaisu. Seuraavaksi esitellään kolme harmonisen funktion ominaisuutta. Näistä harmonisen funktion keskiarvoperiaate kertoo harmonisen funktion saavan pallon keskipisteessä yhtä suuren arvon sekä pallon pinnalla olevien arvojen keskiarvon että pallon sisällä olevien arvojen keskiarvon kanssa. Keskiarvoperiaatteesta seuraa, että harmoniset funktiot ovat säännöllisiä eli äärettömän monta kertaa jatkuvasti differentioituvia. Lisäksi todistetaan säännöllisyystuloksen paranneltu versio, joka kertoo harmonisen funktion olevan analyyttinen eli jonkin pisteen ympärillä esitettävissä suppenevana potenssisarjana. Harmonisten funktioiden ominaisuuksien jälkeen tutkielmassa perehdytään todennäköisyysteoriaan ja erityisesti martingaaliteoriaan. Ensin tutustutaan stokastiikan esitietoihin ja määritellään martingaali ja pysäytysaika. Niiden jälkeen todistetaan optionaalisen pysäyttämisen lause, jonka mukaan martingaalin odotusarvot ovat yhtä suuret aloitus- ja pysäytyshetkellä. Tutkielman lopuksi esitellään harmonisen funktion keskiarvoperiaatetta muistuttava dynaamisen ohjelmoinnin periaate, jolle etsitään ratkaisufunktio siten, että se saavuttaa annetun reuna-arvofunktion. Lisäksi näytetään löydetyn ratkaisufunktion olevan pallossa tapahtuvan satunnaiskävelyn odotusarvo.
first_indexed 2024-09-11T08:52:46Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Parviainen, Mikko", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Uusitalo, Susanna", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2023-10-26T06:04:42Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2023-10-26T06:04:42Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2023", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/90669", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4n tutkielman ensimm\u00e4isess\u00e4 kokonaisuudessa tarkoituksena on tutustua harmonisiin funktioihin ja niiden ominaisuuksiin. Niist\u00e4 keskeinen on harmonisen funktion keskiarvoperiaate. Toisessa kokonaisuudessa tarkastellaan todenn\u00e4k\u00f6isyysteoriaa ja harmonisen funktion yhteytt\u00e4 pallossa tapahtuvaan satunnaisk\u00e4velyyn. Tutkielman alussa tutustutaan Laplacen yht\u00e4l\u00f6\u00f6n, jonka avulla harmoniset funktiot m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n. Erityisesti tarkastellaan sen fysikaalista tulkintaa ja johdetaan perusratkaisu. Seuraavaksi esitell\u00e4\u00e4n kolme harmonisen funktion ominaisuutta. N\u00e4ist\u00e4 harmonisen funktion keskiarvoperiaate kertoo harmonisen funktion saavan pallon keskipisteess\u00e4 yht\u00e4 suuren arvon sek\u00e4 pallon pinnalla olevien arvojen keskiarvon ett\u00e4 pallon sis\u00e4ll\u00e4 olevien arvojen keskiarvon kanssa. Keskiarvoperiaatteesta seuraa, ett\u00e4 harmoniset funktiot ovat s\u00e4\u00e4nn\u00f6llisi\u00e4 eli \u00e4\u00e4rett\u00f6m\u00e4n monta kertaa jatkuvasti differentioituvia. Lis\u00e4ksi todistetaan s\u00e4\u00e4nn\u00f6llisyystuloksen paranneltu versio, joka kertoo harmonisen funktion olevan analyyttinen eli jonkin pisteen ymp\u00e4rill\u00e4 esitett\u00e4viss\u00e4 suppenevana potenssisarjana. Harmonisten funktioiden ominaisuuksien j\u00e4lkeen tutkielmassa perehdyt\u00e4\u00e4n todenn\u00e4k\u00f6isyysteoriaan ja erityisesti martingaaliteoriaan. Ensin tutustutaan stokastiikan esitietoihin ja m\u00e4\u00e4ritell\u00e4\u00e4n martingaali ja pys\u00e4ytysaika. Niiden j\u00e4lkeen todistetaan optionaalisen pys\u00e4ytt\u00e4misen lause, jonka mukaan martingaalin odotusarvot ovat yht\u00e4 suuret aloitus- ja pys\u00e4ytyshetkell\u00e4. Tutkielman lopuksi esitell\u00e4\u00e4n harmonisen funktion keskiarvoperiaatetta muistuttava dynaamisen ohjelmoinnin periaate, jolle etsit\u00e4\u00e4n ratkaisufunktio siten, ett\u00e4 se saavuttaa annetun reuna-arvofunktion. Lis\u00e4ksi n\u00e4ytet\u00e4\u00e4n l\u00f6ydetyn ratkaisufunktion olevan pallossa tapahtuvan satunnaisk\u00e4velyn odotusarvo.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Miia Hakanen (mihakane@jyu.fi) on 2023-10-26T06:04:42Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2023-10-26T06:04:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2023", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "49", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": null, "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Laplacen yht\u00e4l\u00f6", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "harmoniset funktiot", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "martingaaliteoria", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "satunnaisk\u00e4vely", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Harmoniset funktiot ja satunnaisk\u00e4vely", "language": "", "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-202310266698", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "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": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Matematiikan opettajankoulutus", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Teacher education programme in Mathematics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.copyright", "value": "\u00a9 The Author(s)", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "copyright", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "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": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "matematiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "funktiot", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "todenn\u00e4k\u00f6isyyslaskenta", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_90669
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:56:52Z
main_date 2023-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2023
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/c9b56a8a-f51f-430d-8d08-9f985802975d\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202310266698.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2023
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Uusitalo, Susanna Harmoniset funktiot ja satunnaiskävely Laplacen yhtälö harmoniset funktiot martingaaliteoria satunnaiskävely Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics 4041 matematiikka funktiot todennäköisyyslaskenta
title Harmoniset funktiot ja satunnaiskävely
title_full Harmoniset funktiot ja satunnaiskävely
title_fullStr Harmoniset funktiot ja satunnaiskävely Harmoniset funktiot ja satunnaiskävely
title_full_unstemmed Harmoniset funktiot ja satunnaiskävely Harmoniset funktiot ja satunnaiskävely
title_short Harmoniset funktiot ja satunnaiskävely
title_sort harmoniset funktiot ja satunnaiskävely
title_txtP Harmoniset funktiot ja satunnaiskävely
topic Laplacen yhtälö harmoniset funktiot martingaaliteoria satunnaiskävely Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics 4041 matematiikka funktiot todennäköisyyslaskenta
topic_facet 4041 Laplacen yhtälö Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics funktiot harmoniset funktiot martingaaliteoria matematiikka satunnaiskävely todennäköisyyslaskenta
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/90669 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202310266698
work_keys_str_mv AT uusitalosusanna harmonisetfunktiotjasatunnaiskävely