Elementtimenetelmä
Harjoitus 3.

1. Tarkastellaan tehtävää

ì
ï
í
ï
î
-u¢¢+u
=
f,0 < x < 1
u(0)
=
a
u¢(1)+u(1)
=
b.
Mikä on vastaava variaatio- ja minimitehtävä. Mistä avaruudesta etsitään ratkaisuja u ja mikä on testifunktioavaruus?

2. Tarkista että seuraavat ovat normiavaruuksia
a)

V = Rn, | x | = n
å
i = 1 
| xi |

b)

V = ì
í
î
f:[0,1] ® R ê
ê
ê
f jatkuva ja f¢ jatkuva ü
ý
þ
= C1[0,1],
|| f || =
max
0 £ x £ 1 
{ | f(x) |,| f¢(x) | }

c)

V = ì
í
î
f:[0,1] ® R ê
ê
ê
ó
õ
1

0 
| f(x) | < ¥ ü
ý
þ
,
|| f ||1 = ó
õ
1

0 
| f(x) |  dx

d)

V = l2(Z) = ì
í
î
x = (¼,x-1,x0,x1,¼) ê
ê
ê
¥
å
k = -¥ 
< ¥ ü
ý
þ
|| x || = æ
è
¥
å
k = -¥ 
| xk |2 ö
ø
1/2
 

3. Osoita, että

| x |1 = n
å
i = 1 
| xi | ja | x |¥ = max
| xi |
ovat ekvivalentteja.

4.

ì
ï
í
ï
î
-u¢¢+ au
=
f,0 < x < 1
u(0) = u(1)
=
0
Näytä että ratkaisu ei ole yksikäsitteinen tietyillä a:n arvoilla. Määritä kaikki sellaiset a:t.

5. Tarkastellaan lineaarikuvausta

K:L2[0,1] ® L2[0,1], (Ku)(x) = ó
õ
1

0 
(1+x2y3)u(y) dy.
Laske K:n normi. Miten vastaus muuttuu jos tulkitaan K: C[0,1] ® C[0,1], ja normina max-normi? Yritä ainakin antaa jokin yläraja normille molemmissa tapauksissa.