タグ 解析学 が登録されている動画 ： 44 件中 1 - 32 件目
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解析学小ネタ(5) Hausdorff-Youngの不等式の指数範囲の最適性
フーリエ変換の有界性についてのHausdorff-Youngの不等式の指数範囲の最適性を示すのだ。
参考文献：F. Linares, G. Ponce, Introduction to Nonlinear Dispersive Equations, Exercise 2.5
VOICEVOX：ずんだもん
立ち絵：ずんだもんプロジェクト 様
数学者が作る最強ギャラドス！【特別ゲスト: ハト先生】
ハト先生による数学を駆使したポケモン攻略第二弾！
▼第一弾
微分で勝つ！ポケモンバトル！
い • 微分で勝つ！ポケモンバトル！【ゲスト回：ハト先生】
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数学が叶える！効率的なポケモン育成！
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解析学小ネタ(3) 波動方程式の解から熱方程式の解を作る
波動方程式の解を使って熱方程式の解が作れることを紹介するのだ。
参考文献：L. C. Evans, Partial Differential Equations, Second Edition, American Mathematical Society, 2010, Section 4.3.
（訂正）vの初期値問題の時間変数tの範囲はR全体ではなく(0,∞)です。
VOICEVOX：ずんだもん
立ち絵：ずんだもんプロジェクト 様
解析学小ネタ(4) Lp関数(p>2)のフーリエ変換
Lp関数(p>2)の（緩増加超関数の意味の）フーリエ変換は一般には局所可積分関数にならないことを示すのだ。
参考文献：Grafakos, Classical Fourier Analysis, exercise 2.3.13(p.133).
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解析学小ネタ(6) 多変テイラーの定理に関するペアノの反例
多変数のTaylorの定理において、各変数についての偏微分可能性しか仮定しない場合（C^1級や全微分可能性を仮定しない場合）に主張が一般には成立しないことを示すPeanoの反例を紹介するのだ。
参考文献：Hairer--WannerのAnalysis by Its History, p.328.
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立ち絵：ずんだもんプロジェクト 様
解析学小ネタ(1) Sobolev空間H^1(R)の元の遠方での減衰
Sobolev空間H^1(R)に属する関数が、空間遠方で0に収束することを示すのだ。
VOICEVOX：ずんだもん
立ち絵：ずんだもんプロジェクト 様
解析学小ネタ(2) 超関数の意味で微分が0なら定数
超関数の意味で微分が0なら定数であることを示すのだ。
この定理は一般の区間でも成立し、また多変数バージョンもあるのだ。
参考文献： Hörmander, The Analysis of Linear Partial Differential Operators I (2nd edition), Springer, 1990, Section 3.
VOICEVOX：ずんだもん
立ち絵：ずんだもんプロジェクト 様
２階線形双曲型偏微分方程式の初期値問題（その７）
本シリーズ最後の回です。
２階線形双曲型偏微分方程式の初期値問題の適切性の証明を行います。
スライド置き場（Docswell）
https://www.docswell.com/s/7467601950/5DELQW-2024-06-07-234034
参考文献：
・C. D. Sogge, Lectures on Non-Linear Wave Equations, Second Edition, International Press, 2013.
・D. Gajic, Lecture notes on Nonlinear Wave Equations, https://home.uni-leipzig.de/gajic/teaching.html
使用させていただいたもの：
・VRChatワールド：寺子屋 すらいでん（Kanipan（かにぱん）さん制作）
・Vroid衣装：【Vroid正式版】パーカーセット（もねこ屋。さん制作）、レースアップパンクショートブーツ【#Vroid カスタムアイテム】（みずきの仕立て屋さん制作）
・指示棒：PB指示棒（みみハウスさん制作）
解析学小ネタ(7) 熱方程式の初期値問題の解の非一意性
熱方程式の初期値問題の解がC^{\infty}のクラスで一意的でないことを示すのだ。
参考文献：Tychonoff, Mat. Sb. 42 (1935).
F. John「Partial Differential Equations」, Ch. III, Section 10.
加藤義夫「偏微分方程式」，サイエンス社，2003年．
VOICEVOX：ずんだもん
立ち絵：ずんだもんプロジェクト 様
空間n次元波動方程式（３）解の各点評価（その２）
空間次元 n が 3 以上の奇数の場合に各点評価（Theorem 5）を証明していきます。
スライド置き場：
https://www.slideshare.net/MuiKanarine/ndwave8pdf
証明内で使っている奇数次元の解表示については、
空間n次元波動方程式 (1) 初期値問題の解（その１）：
https://www.nicovideo.jp/watch/sm41155782
およびそれに続く動画で解説しています。
Multi-index（多重指数）記法については Wikipedia の記事：
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%E9%87%8D%E6%8C%87%E6%95%B0
や多くの偏微分方程式の教科書に説明があります。
２階線形双曲型偏微分方程式の初期値問題（その６）
前回からの続きで、Sobolev空間におけるエネルギー不等式を証明します。
今回までで、解の存在を示すための準備の議論は完了です。
スライド置き場（docswell）：
https://www.docswell.com/s/7467601950/ZJL7NE-2024-05-10-004222
参考文献：
・C. D. Sogge, Lectures on Non-Linear Wave Equations, Second Edition, International Press, 2013.
使用させていただいたもの：
・VRChatワールド：寺子屋 すらいでん（Kanipan（かにぱん）さん制作）
・Vroid衣装：【Vroid正式版】パーカーセット（もねこ屋。さん制作）、レースアップパンクショートブーツ【#Vroid カスタムアイテム】（みずきの仕立て屋さん制作）
・指示棒：PB指示棒（みみハウスさん制作）
空間n次元波動方程式(1) 初期値問題の解（その４）
奇数次元(n≧3)の波動方程式の解表示を導出します。
SlideShare:
https://www.slideshare.net/MuiKanarine/ndwave4pdf
空間n次元波動方程式 (1) 初期値問題の解（その３）
前回導いたEuler-Poisson-Darboux方程式を解くため、技術的な補題を準備します。
SlideShare:
https://www.slideshare.net/MuiKanarine/ndwave3pdf
空間n次元波動方程式 (1) 初期値問題の解（その２）
（音量注意！）前回の動画から音量を調整して大きくしてありますので、シリーズで再生する場合は音量に注意してください。
球面平均法により、波動方程式の解の球面平均がEuler-Poisson-Darboux方程式の解となることを示します。
SlideShare:
https://www.slideshare.net/MuiKanarine/ndwave2pdf
空間n次元波動方程式 (3) 解の各点評価（その１）
波動方程式の初期値問題の解の各点評価について解説していきます。
今回は示したい定理の主張と、いくつかの注意および、一番簡単な1次元の場合の証明だけを述べます。
スライド置き場（SlideShare）：
https://www.slideshare.net/MuiKanarine/ndwave7pdf
参考文献
[1] C. D. Sogge, Lectures on Non-Linear Wave Equations, Second Edition, International Press of Boston, Inc., 2013.
定理の主張はこの本の Chapter 1, Section 1 から取ってきました。
[2] R. Racke, Lectures on Nonlinear Evolution Equations, Initial Value Problems, Birkhäuser, Cham., 2015.
定理の証明（解説は次回以降）はこの本の Chapter 2 を参考にしました。
空間n次元波動方程式（３）解の各点評価（その４）
偶数次元の場合の各点評価の証明後半です。
スライド置き場（SlideShare）
https://www.slideshare.net/MuiKanarine/ndwave10pdf
空間n次元波動方程式 (1) 初期値問題の解（その５）
偶数次元の波動方程式の解表示をHadamardの変数低減法を用いて導出します。
初期値問題の解表示の話は今回で最後です。
SlideShare
https://www.slideshare.net/MuiKanarine/ndwave5pdf
空間1次元波動方程式 (6) 最大値原理
空間1次元波動方程式に対する最大値原理の証明と、低階項を付け加えた微分不等式に対する一般化を行います。
参考文献
M. Protter, H. F. Weinberger, Maximum Principles in Differential Equations, Springer, 1984.
２階線形双曲型偏微分方程式の初期値問題（その５）
今回から、変数係数の２階線形双曲型偏微分方程式の初期値問題について、Sobolev空間における解の存在と一意性を示していきます。
まずは鍵となるSobolev空間でのエネルギー不等式を示していきます。
スライド置き場（docswell）：
https://www.docswell.com/s/7467601950/ZQ8V13-2024-04-01-230341
参考文献
・C. D. Sogge, Lectures on Non-Linear Wave Equations, Second Edition, International Press, 2013.
・R. Racke, Lectures on Nonlinear Evolution Equations, Initial Value Problems, Second Edition, Birkhauser, 2015.
・溝畑茂，偏微分方程式論，岩波書店，1965.
使用させていただいたもの：
・VRChatワールド：寺子屋 すらいでん（Kanipan（かにぱん）さん制作）
・Vroid衣装：【Vroid正式版】パーカーセット（もねこ屋。さん制作）、レースアップパンクショートブーツ【 #VRoid カスタムアイテム】（みずきの仕立て屋さん制作）
・指示棒：PB指示棒（みみハウスさん制作）
空間n次元波動方程式（３）解の各点評価（その３）
偶数次元の場合の各点評価の証明（前半）です。
スライド置き場：
https://www.slideshare.net/MuiKanarine/ndwave9pdf
空間1次元波動方程式 (5) 解のエネルギーの等分配
波動方程式の解のエネルギーについて、時間無限大の極限において運動エネルギーとポテンシャルエネルギーが全エネルギーのちょうど半分ずつの値に収束するというエネルギー等分配の性質を証明します。
参考文献
[1] A. R. Brodsky, On the asymptotic behavior of solutions of the wave equations, Proc. Amer. Math. Soc. 18 (1967), 207--208.
この原論文ではより一般のKlein-Gordon型の方程式に対して、Fourier変換を使う方法でエネルギー等分配が示されています。
教科書での参考文献としては以下の2つがあります。
[2] L. C. Evans, Partial Differential Equations, Second Edition, American Mathematical Society, 2010.
[3] F. Linares, G. Ponce, Introduction to Nonlinear Dispersive Equations, Second Edition, Springer, 2015.
これらの本の演習問題としてBrodskyの結果が証明されています。
この動画では、[2]にある方針で、演習問題の仮定を少しだけ弱めた形（初期値の台のコンパクト性を仮定しない形）で証明を与えました。
ご質問への回答
「ここまでずっと空間1次元な系の話題だけど2,3次元だと成り立たない定理もあるんですか？」
まず、これまで見てきたエネルギー保存、有限伝播性や今回のエネルギー等分配は2次元以上でも成立します。
ただし、次元が上がるにつれて、初期値に必要な滑らかさの仮定が強くなっていきます。
ここは1次元の場合と異なると言えます。
（2,3次元では、C^2級の解を得るのにu_0はC^3級, u_1はC^2級必要、といった具合です）
他に次元に応じて変わる有名な性質としては、Huygensの原理（3以上の奇数次元でのみ成立）があります。
これはそのうち動画でも紹介しようと思っています。
空間n次元波動方程式 (2) 有限伝播性とHuygensの原理
前回までで導出した解表示から、一般次元での波動方程式の初期値問題の解の有限伝播性を証明します。
また、3以上の奇数次元ではさらにHuygensの原理が成立することを示します。
スライド置き場（SlideShare）:
https://www.slideshare.net/MuiKanarine/ndwave6pdf
空間1次元波動方程式 (2) d’Alembertの公式
空間1次元の波動方程式の初期値問題の解を与えるd’Alembertの公式を導出します。
コメントへの返答
>波動方程式の話題なら物理学タグつけたら需要ある人たちの目に留まるかもしれない
ありがとうございます！タグ追加しました。
円周率の√２乗 定義してみた
べき乗の底を正の実数，指数を任意の実数に拡張する方法を紹介する動画です。
高校数学の教科書などではまず有理数乗を定義して，極限を使って定義していますが，細かい部分の正当化が煩雑だと感じます。
このような捉え方もある，くらいに見ていただければと思います。
登場人物
ジャージちゃん（CV VOICEVOX：雨晴はう）
ジャージ君 ベビー君 （CV VOICEVOX：中国うさぎ）
メンヘラ君
画像素材
イラストスキー様、OKUMONO様 からお借りしました。
音楽素材
曲名 『Better』『Dive』
作曲 RYU ITO
https://ryu110.com/
２階線形双曲型偏微分方程式の初期値問題（その3）
ダランベール作用素に関するエネルギー不等式を証明します。
次回に一般の２階線形双曲型偏微分作用素に対するエネルギー不等式を示すための練習を兼ねています。
参考文献
・井川満，双曲型偏微分方程式と波動現象，岩波書店，2006年．
・C. D. Sogge, Lectures on Non-Linear Wave Equations, Second Edition, International Press, 2013.
使用させていただいたもの：
VRChatワールド：寺子屋 すらいでん （Kanipan（かにぱん）さん制作）
Vroid衣装：もこもこルームウェア【VRoid Texture】（HulaFlatWorksさん制作）
指示棒：PB指示棒（みみハウスさん制作）
空間n次元波動方程式 (1) 初期値問題の解（その１）
一般次元（n次元）の波動方程式に対し、初期値問題の解表示を導出します。
まずは議論の方針のみ説明し、次回以降で順番に詳細を解説していきます。
SlideShare:
https://www.slideshare.net/MuiKanarine/ndwave1pdf
参考文献
G. B. Folland, Introduction to Partial Differential Equations, Second Edition, Princeton University Press, 1996.
この本のChapter 5の議論に沿って、行間を埋めながら解説していく予定です。
L. C. Evans, Partial Differential Equations, Second Edition, American Mathematical Society, 2010.
この本のSection 2.4も同じ方針で解表示を導いていますが、n=2,3の場合をまず考察するなどFollandの本よりも少し丁寧な解説がされています。
谷島賢二, 数理物理入門 改訂改題, 東京大学出版, 2018年.
日本語の本で一般次元の解表示の導出が書かれている本としてこの本があります。
ただし議論はFourier変換を用いるもので、ここで解説している方法とは異なります。
微分を代数的に説明してみた
微分について、代数的な説明をしてみました。
このアプローチでは指数関数や三角関数などは扱えませんが、
それでも十分魅力的な捉え方だと思っています。
解析学の極限の代わりを果たすのが、代数学の剰余の概念です。
係数を一般の体や環に拡張できるところもこのアプローチの
面白さだと思います。
登場人物
ジャージちゃん（CV VOICEVOX：雨晴はう）
ジャージ君 （CV VOICEVOX：中国うさぎ）
画像素材
イラストスキー様、いらすとや様 からお借りしました。
音楽素材
曲名 『Better』『Dive』
作曲 RYU ITO
https://ryu110.com/