Wintersemester 2024/2025

Bachelor-/Master-Seminar: Evolutionsgleichungen

LSF:          Bachelor-/Master-Seminar: Evolutionsgleichungen
Moodle:  Bachelor-/Master-Seminar: Evolutionsgleichungen

Termine:                Dienstags,        08:00 - 10:00 Uhr, WSC-N-U-4.05
                                (evtl. Blockveranstaltung)


Inhalt

Evolutionsgleichungen beschreiben die zeitliche Dynamik von Systemen durch eine gewöhnliche Differentialgleichung in einem Banachraum. Dieser kann endlich dimensional, aber auch unendlich dimensional sein. Durch die Betrachtung unendlich dimensionaler Banachräume ist es uns möglich, auch zeitabhängige partielle Differentialgleichungen durch "abstrakte" gewöhnliche Differentialgleichungen zu beschreiben. Beispiele hierfür sind Diffusionsgleichungen, Wellengleichungen, Transportgleichungen und Navier-Stokes-Gleichungen.

Wie in der VL Gewöhnliche Differentialgleichungen werden wir auch im Rahmen dieses Seminars explizite Lösungstechniken kennenlernen und, allgemeiner, die Wohlgestelltheit von Anfangswertproblemen untersuchen.


Literatur

Unendlich dimensionaler linearer Fall (erfordert Kenntnisse in Funktionalanalysis):

  • A. Pazy: "Semigroups of linear operators and applications to PDEs”
  • K.J. Engel und R. Nagel: „One-parameter semigroups for linear evolution equations”
Weiterführend (nichtlinearer Fall):
  • V. Barbu: "Nonlinear differential equations of monotone type in Banach spaces"
Endlich-dimensionaler Fall (erfordert Kenntnisse aus VL Gew. DGL oder Modellierung):
  • B. Aulbach: „Gewöhnliche Differenzialgleichungen“ J. Prüss und M. Wilke: "Gew. DGL und dynamische Systeme“ J. Prüss, R. Schnaubelt und R. Zacher: „Mathematische Modelle der Biologie“, insbes. Kapitel 1,2,3 und 6

Themenvergabe: Erfolgt nach Absprache. Bitte senden Sie eine E-Mail an petra.wittbold@uni-due.de

Gewöhnliche Differentialgleichungen

LSF:          Gewöhnliche Differentialgleichungen
Moodle:  Gewöhnliche Differentialgleichungen

Vorlesungen:        Montags,          14:00 - 16:00 Uhr, WSC-S-U-4.01
                                Freitags,           14:00 - 16:00 Uhr, WSC S-U-4.01                         

Übungsgruppen: Mittwochs,       12:00 – 14:00 Uhr, WSC-N-U-4.05
                               Donnerstags,   12:00 – 14:00 Uhr, WSC-N-U-4.05


Inhalt

Gewöhnliche Differentialgleichungen, also Gleichungen, in denen EINE unabhängige Variable und Funktionen und Ableitungen derselbigen auftreten, so etwa eine Gleichung vom Typ y'(t)+ 2t (y (t))^2 =0

Gleichungen dieser Form beschreiben evolutionäre Prozesse (mit t als Zeitvariable) in vielen Anwendungsbereichen, so etwa Populationswachstum, Infektionsausbreitung, Verkehrsflüsse, etc.
Für spezielle Klassen von gewöhnlichen DGL werden wir explizite Lösungstechniken kennenlernen und allgemein die Wohlgestelltheit von Anfangs-/Randwertproblemen für gewöhnliche DGL untersuchen. Ein spezieller Augenmerk wird auf dem Langzeitverhalten von Lösungen liegen.


Literatur

  • Bernd Aulbach „Gewöhnliche Differenzialgleichungen“
  • Dirk Werner „Einführung in die höhere Analysis“
  • Wolfgang Walter „Gewöhnliche Differentialgleichungen“
  • Harro Heuser „Gewöhnliche Differentialgleichungen“
  • Etienne Emmrich „Gewöhnliche und Operator-Differentialgleichungen“

Liebe Studierende,
für die Einschreibung in den Moodle-Kursraum wird ein Einschreibeschlüssel benötigt. Um den Schlüssel zu erhalten, senden Sie bitte ab dem 30.09.2024 eine E-Mail mit folgenden Angaben
Betreff: Gew. DGL

  • Name, Vorname
  • Matrikelnummer
  • Studiengang
  • Fachsemester

an britta.berndtsen@uni-due.de.
Bitte verwenden Sie dazu Ihre UDE-E-Mail Adresse. Danke

Sommersemester 2024

Funktionalanalysis II

LSF:          Funktionalanalysis II
Moodle:  Funktionalanalysis II

Vorlesungen:        Montags,          14:00 - 16:00 Uhr, WSC-N-U-4.05
                                Freitags,           14:00 - 16:00 Uhr, WSC-N-U-4.05                             

Übung:                   Mittwochs,       12:00 – 14:00 Uhr, WSC-N-U-4.04


Inhalt

  • Spektralzerlegung und Funktionalkalkül kompakter und, allgemeiner, beschränkter selbstadjungierter Operatoren in Hilberträumen
  • Unbeschränkte lineare Operatoren, insbes. selbstadjungierte Erweiterung symmetrischer Operatoren
  • Spektralsätze für unbeschränkte selbstadjungierte Operatoren im Hilbertraum
  • Operatorhalbgruppen und lineare Evolutionsprobleme
  • Anwendungen in der Quantenmechanik

Literatur

  • D. Werner, Funktionalanalysis, Springer
  • W. Rudin, Functional Analysis, Mc Graw-Hill
  • E. Zeidler, Applied Functional Analysis, Springer
  • M. Reed und B. Simon, Methods of Modern Mathematical Physics, Vol. 1+2, Academic Press

Wintersemester 2023/2024

Gewöhnliche Differentialgleichungen

LSF:          Gewöhnliche Differentialgleichungen
Moodle:  Gewöhnliche Differentialgleichungen

Vorlesungen:        Montags,          14:00 - 16:00 Uhr, WSC-S-U-4.01
                                Freitags,           14:00 - 16:00 Uhr, WSC-S-U-4.01                               

Übungsgruppen: Mittwochs,       12:00 – 14:00 Uhr, WSC-S-U-4.02
                               Donnerstags,   12:00 – 14:00 Uhr, WSC-S-U-4.05


Inhalt: Gewöhnliche Differentialgleichungen, also Gleichungen, in denen EINE unabhängige Variable und Funktionen und Ableitungen derselbigen auftreten, so etwa eine Gleichung vom Typ y'(t)+ 2t (y (t))^2 =0

Gleichungen dieser Form beschreiben evolutionäre Prozesse (mit t als Zeitvariable) in vielen Anwendungsbereichen, so etwa Populationswachstum, Infektionsausbreitung, Verkehrsflüsse, etc.
Für spezielle Klassen von gewöhnlichen DGL werden wir explizite Lösungstechniken kennenlernen und allgemein die Wohlgestelltheit von Anfangs-/Randwertproblemen für gewöhnliche DGL untersuchen. Ein spezieller Augenmerk wird auf dem Langzeitverhalten von Lösungen liegen.

Gegen Ende der Vorlesung werden wir auch gewöhnliche DGL in unendlich dimensionalen Funktionenräumen betrachten, die bei der abstrakten Beschreibung partieller Differentialgleichungen eine Rolle spielen.


Literatur

  • Bernd Aulbach „Gewöhnliche Differenzialgleichungen“
  • Dirk Werner „Einführung in die höhere Analysis“
  • Wolfgang Walter „Gewöhnliche Differentialgleichungen“
  • Harro Heuser „Gewöhnliche Differentialgleichungen“
  • Etienne Emmrich „Gewöhnliche und Operator-Differentialgleichungen“

Bacherlor-Seminar: Angewandte Funktionalanalysis

LSF:         Bachelorseminar zur Angewandten Funktionalanalysis
Moodle:  Bachelorseminar zur Angewandten Funktionalanalysis

Dienstags,   12:00 - 14:00 Uhr, WSC-N-U-4.05


Inhalt 

Im Rahmen des Seminars wollen wir einige grundlegende Resultate der Funktionalanalysis kennenlernen, so z.B. die Dichtheit von Polynomen im Raum der stetigen Funktionen C([a,b]) bzgl. der Supremumsnorm (Satz von Stone-Weierstrass, Stichwort: Bernstein-Polynome) sowie einen Zoo von Fixpunktsätzen (Banach, Brouwer, Schauder...).

Zudem  wollen wir uns überlegen, wieso die abstrakten Ergebnisse nicht nur von theoretischem Interesse, sondern auch anwendungsrelevant sind.


Voraussetzungen

Bachelorstudiengänge Mathematik, Technomathematik und Wirtschaftsmathematik
Grundlagen der Analysis
Grundlagen der Linearen Algebra

Lehramt Bachelor GyGe/Bk
Modulabschlussprüfung Analysis
Modulabschlussprüfung Lineare Algebra

Evtl. weitere benötigte Voraussetzungen oder Fragen können in einem Vorgespräch mit Frau Prof. Wittbold geklärt werden.

Sommersemester 2023

Funktionalanalysis I (Aufbaumodul)

LSF:          Funktionalanalysis I
Moodle:  Funktionalanalysis I

Vorlesungen:        Montags,          14:00 - 16:00 Uhr, WSC-S-U-4.01
                                Freitags,           14:00 - 16:00 Uhr, WSC-S-U-4.01                               

Übungsgruppen: Mittwochs,       12:00 – 14:00 Uhr, WSC-S-U-4.01
                               Donnerstags,   12:00 – 14:00 Uhr, WSC-S-U-4.04

Proseminar/Seminar: Analysis

LSF:         Proseminar/Seminar zur Analysis
Moodle:  Proseminar/Seminar

Dienstags,   12:00 - 14:00 Uhr, WSC-N-U-4.05


Inhalt: Fourier-Analysis

Teil 1: Fourierreihen
Teil 2: Fouriertransformation 

Voraussetzungen

Für den ersten Teil sind Kenntnisse aus Analysis I und II erforderlich, für den zweiten Teil zusätzlich Kenntnisse aus Analysis III (insbes. Lebesgue’sche Integrationstheorie).

Einführende Literatur

Zu Teil 1: Harro Heuser, Analysis II, Vieweg 6 Teubner
Zu Teil 2: Dirk Werner, Funktionalanalysis, Springer; Otto Forster, Analysis III, Vieweg

Weiterführende sowie individuell auf das jeweilige Vortragsthema abgestimmte Literatur wird in der Vorbesprechung  bekannt gegeben bzw. individuell besprochen.

Wintersemester 2022/2023

Analysis III

LSF:          Analysis III
Moodle:  Analysis III

Vorlesungen:    Mittwochs,      10:00 - 12:00 Uhr, n.a.
                            Freitags,          10:00 - 12:00 Uhr, n.a.

Übungen:          Siehe LSF

Proseminar/Seminar: Analysis

LSF:         Proseminar/Seminar zur Analysis
Moodle:  Proseminar/Seminar

Mittwochs,   12:00 - 14:00 Uhr, WSC-N-U-4.05


Vorbesprechung

Anmeldung und Teilnahme verpflichten Sie nicht zur Teilnahme an dem Proseminar/Seminar.

Voraussetzungen

Kenntnisse aus Analysis I/II und Lineare Algebra I/II werden vorausgesetzt. Bitte prüfen Sie die formalen Zulassungsvoraussetzungen anhand des Modulhandbuches Ihres jeweiligen Studiengangs.

Inhalte: Theorie und Anwendungen gewöhnlicher Differentialgleichungen

Zahlreiche Anwendungsprobleme in den Naturwissenschaften, etwa in der Physik, Chemie, Biologie, Medizin, aber auch in den Wirtschafts- und Gesellschaftswissenschaften können durch gewöhnliche (resp., allgemeiner, durch sog. partielle Differentialgleichungen) beschrieben werden.

Dies trifft allgemein auf Systeme zu, in denen man für eine von der Zeit abhängige Größe (z. B. eine Populationsgröße, o.ä.) annähernd beschreiben kann, wie sich die entsprechende Größe in Abhängigkeit von gewissen (geschätzten, bzw. empirisch beobachteten) Parametern verändert.

In unserem Seminar wollen wir uns sowohl mit der Theorie der Gewöhnlichen Differentialgleichungen (DGL) als auch mit deren Anwendung beschäftigen.

In der einfachsten Form erhalten wir eine gewöhnliche skalare DGL in expliziter Form von erster Ordnung vom Typ y‘(t) =f(t,y(t)) (plus, eventuell, einer vorgeschriebenen Anfangsbedingung y(t_0) =y_0).

Die Modellierung kann aber auch auf Systeme von gewöhnlichen DGL höherer Ordnung führen.

Ziel  des Seminars ist es, explizite und nicht-explizite Lösungsmethoden für entsprechende DGL und deren zugehörige Anfangswertprobleme kennenzulernen und insbesondere auch das Langzeitverhalten von Lösungen entsprechender Probleme zu studieren, da dies insbes. im Hinblick auf die Anwendung (etwa: Modellierung von Populationswachstum, Krankheitsausbreitung etc.) eine besondere Rolle spielt.

Je nach Interessen der Teilnehmer*innen wird ein größerer Fokus auf die Theorie oder die Modellierung gelegt werden.

Theoretische Aspekte: allgemeine DGL (auch höherer Ordnung und implizit), Satz von Peano, Satz von Picard-Lindelöf, explizite Lösungsmethoden, exakte DGL, autonme Systeme, lineare Systeme, Stabilitätstheorie

Modellierung: Eis- und Warmzeiten, Stabilität des Golfstroms, mikroskopisches Verkehrsflussmodell, allgemeine nichtlineare Populationsmodelle (Räuber-Beute, kooperativ, konkurrierend…), Infektionsmodelle (Epidemien, Endemien, …)

Literatur:
  • B. Aulbach „Gewöhnliche Differenzialgleichungen“, Elsevier (Hauptquelle)
  • C.P. Ortlieb, C. v. Dresky, I. Gasser, S. Günzel „Mathematische Modellierung“. Vieweg & Teubner
  • J.W. Prüss, R. Schnaubelt, R. Zacher „Mathematische Modelle in der Biologie“, Birkhäuser

Ergänzend:

  • W. Walter „Gewöhnliche Differentialgleichungen“, Springer
  • H. Heuser „Gewöhnliche Differentialgleichungen“, Teubner

Sommersemester 2022

Analysis II (Grundlagenmodul)

LSF:          Analysis II
Moodle:  Analysis II

Vorlesungen:    Dienstags,      16:00 - 18:00 Uhr, S07 S00 D07
                            Freitags,         10:00 - 12:00 Uhr, S04 T01 A02
Globalübung:   Mittwochs,      12:00 - 14:00 Uhr, S05 T00 B08  (im Wechsel mit Lineare Algebra 2)
Übungen:          Siehe LSF       

Ergänzungen:   Donnerstags, 12:00 - 14:00 Uhr, S07 S00 D07 (LSF: Ergänzung zur Analysis II)


Vorlesung und Übung

Vorlesung und Übung finden als Präsenzveranstaltungen statt.

Proseminar/Seminar: Analysis

LSF:         Proseminar/Seminar zur Analysis
Moodle:  Proseminar/Seminar

Dienstags,   12:00 - 14:00 Uhr, WSC-S-U-4.01


Wintersemester 2021/2022

Analysis 1 (Grundlagenmodul)

LSF:          Analysis 1
Moodle:  Analysis 1

Vorlesungen:    Dienstags,      16:00 - 18:00 Uhr, S05 T00 B08
                            Freitags,         10:00 - 12:00 Uhr, S05 T00 B08
Globalübung:   Mittwochs,      14:00 - 16:00 Uhr       (14-tgl.)
Übungen:          Siehe LSF       

Ergänzungen:   Donnerstags, 14:00 - 16:00 Uhr (LSF: Ergänzung zur Analysis I)

Bachelor-/Masterseminar: Funktionalanalysis

LSF:          Bachelor-/Masterseminar zur Funktionalanalysis
Moodle:  Bachelor-/Masterseminar zur Funktionalanalysis

Freitags,   14:00 - 16:00 Uhr

Vorbesprechung: 07.09.2021; 11:00 Uhr


Voraussetzungen
  • Funktionalanalysis I

Für die Anerkennung als Masterseminar wird als Voraussetzung zusätzlich eine der nachfolgenden Veranstaltungen benötigt:

  • PDE I
  • Variationsrechnung I
  • Funktionalanalysis II
  • Evolutionsgleichungen
  • Nichtlineare Funktionalanalysis
  • Funktionentheorie I

Sommersemester 2021

Vorlesungsfreies Forschungssemester

Liebe Studierende,

in diesem Semester biete ich weder Lehrveranstaltungen noch Prüfungstermine an.

Wintersemester 2020/2021

Nichtlineare Funktionalanalysis (Vertiefungsmodul)

LSF:          Nichtlineare Funktionalanalysis
Moodle:  Nichtlineare Funktionalanalysis

Vorlesungen: Dienstags,      12:00 - 14:00 Uhr
                        Donnerstags, 12:00 - 14:00 Uhr
                                                 ab 03.11.2020

Übungsgruppe: Freitags,   12:00 – 14:00 Uhr

Bachelor-/Masterseminar: Funktionalanalysis

LSF:          Bachelor-/Masterseminar Funktionalanalysis
Moodle:  Bachelor-/Masterseminar Funktionalanalysis

Donnerstags,   08:00 - 10:00 Uhr

Sommersemester 2020

Funktionalanalysis I (Aufbaumodul)

LSF:          Funktionalanalysis I
Moodle:  Funktionalanalysis I

Vorlesungen: Dienstags,      12:00 - 14:00 Uhr
                        Donnerstags, 12:00 - 14:00 Uhr
                                                 ab 21.04.2020

Übungsgruppen: Freitags,   08:00 – 10:00 Uhr
                               Freitags,   12:00 – 14:00 Uhr

Masterseminar: Nichtlineare Funktionalanalysis

LSF:          Masterseminar: Nichtlineare Funktionalanalysis
Moodle:  Masterseminar: Nichtlineare Funktionalanalysis

Donnerstags,   08:00 - 10:00 Uhr

Wintersemester 2019/2020

Nichtlineare Funktionalanalysis

LSF:          Nichtlineare Funktionalanalysis
Moodle:  Nichtlineare Funktionalanalysis

Vorlesungen: Dienstags,      12:00 - 14:00 Uhr, WSC-N-U-4.05
                        Donnerstags,   12:00 - 14:00 Uhr, WSC-N-U-4.05  
                                                 ab 15.10.2019

Übungsgruppen: Freitags,   12.00 – 14.00 Uhr, WSC-N-U-4.05
                                                  ab 25.10.2019

Sommersemester 2019

Evolutionsgleichungen

LSF:       Evolutionsgleichungen
Moodle:  Evolutionsgleichungen

Vorlesungen: Dienstags,      12:00 - 14:00 Uhr, WSC-N-U-4.05
                        Donnerstags,    12:00 - 14:00 Uhr, WSC-N-U-4.05  
                                              ab 09.04.2019

Übungsgruppen: Freitags,    12.00 – 14.00 Uhr, WSC-N-U-4.05
                                              ab 12.04.2019

Modellierung und Differentialgleichungen

LSF: Modellierung und Differentialgleichungen 

Moodle: Modellierung und Differentialgleichungen

Seminar (Master Lehramt GyGe/BK):  Donnerstag, 08:00-10:00 Uhr, WSC-N-U-4.05 ab 11.04.2019  

Anmeldung für das Seminar bitte per e-mail an: petra.wittbold@uni-due.de

Wintersemester 2018/2019

Funktionalanalysis II (Erweiterungsmodul)

LSF:       Funktionalanalysis II
Moodle:  Funktionalanalysis II

Vorlesungen: Dienstags,      14:00 - 16:00 Uhr, WSC-N-U-4.05
                        Donnerstags,    14:00 - 16:00 Uhr, WSC-N-U-4.05  
                                              ab 16.10.2018

Übungsgruppen: Freitags,    12.00 – 14.00 Uhr, WSC-N-U-4.05
                                              ab 19.10.2018

Bachelorseminar zur Funktionalanalysis

LSF:      Bachelorseminar zur Funktionalnalysis
Zeit:       Donnerstags, 08.00 - 10.00 Uhr, WSC-S-U-4.02

Masterseminar zur Nichtlinearen Funktionalanalysis

LSF:       Masterseminar zur Nichtlinearen Funktionalanalysis
Zeit:        Freitags, 14.00 - 16.00 Uhr, WSC-N-U-4.05

Oberseminar Analysis

LSF:      Oberseminar Analysis
Zeit:       Donnerstag:  16.15 - 18.00 Uhr, WSC-N-U-4.05

Sommersemester 2018

Funktionalanalysis I (Aufbaumodul)

LSF:       Funktionalanalysis I
Moodle:  Funktionalanalysis I

Vorlesungen: Montags,      14:00 - 16:00 Uhr, WSC-S-U-4.01
                        Donnertags, 14:00 - 16:00 Uhr, WSC-S-U-4.01   
                                           ab 12.04.2018

Übungsgruppen: Dienstags, 08.00 – 10.00 Uhr, WSC S-U-4.02
                            Mittwochs, 08.00 – 10.00 Uhr, WSC S-U-4.05
                                              ab 16.04.2018

Nichtlineare Funktionalanalysis (Vertiefungsmodul)

LSF:       Nichtlineare Funktionalanalysis
Moodle:  Nichtlineare Funktionalanalysis

Vorlesungen: Dienstags, 14:00 - 16:00 Uhr, WSC-S-U-4.01
                      Freitags,    14:00 - 16:00 Uhr, WSC-S-U-4.01
                                        ab 13.04.2018

Übungsgruppen: Donnerstags, 08.00 - 10.00 Uhr, WSC-S-U-4.05
                                                  ab 19.04.2018

Oberseminar Analysis

LSF:   Oberseminar Analysis
Zeit:    Donnerstag:  16.15 - 18.00 Uhr, WSC-N-U-4.01

Wintersemester 2017/18

Analysis 3

LSF:      Analysis III
Moodle: Analysis III

Vorlesungen: Mittwochs, 10:00 - 12:00 Uhr, WSC-S-U-4.01
                      Freitags,    10:00 - 12:00 Uhr, WSC-S-U-4.01

Proseminar zur Analysis

Thema: Gewöhnliche Differentialgleichungen

LSF:      Proseminar zur Analysis
Moodle: Proseminar zur Analysis

Zeit:       Donnerstag, 8.00 - 10.00 Uhr, WSC-N-U-4.04

Vorbesprechung: Donnerstag, 10.08.17, 12.00 - 13.00 Uhr, WSC-N-U-4.05

Masterseminar Angewandte Nichtlineare Funktionalanalysis

LSF:       Masterseminar
Zeit:        Freitags, 12.00 - 14.00 Uhr, WSC-N-U 4.05
                              16.00 - 18.00 Uhr, WSC-N-U 4.05

Vorbesprechung: Freitag, 28.07.17,  ab 14.00 - 16.00 Uhr, WSC-O-4.43

Oberseminar Analysis

LSF:       Oberseminar Analysis
Zeit:        Donnerstag:  16.15 - 18.00 Uhr, WSC-N-U-4.01

Sommersemester 2017

Analysis 2

LSF:      Analysis II
Moodle: Analysis II

Vorlesungen: Mittwochs, 10:00 - 12:00 Uhr (SH 601)
                      Freitags,    10:00 - 12:00 Uhr (S04 T01 A01)

Evolutionsgleichungen (Vertiefungsmodul)

LSF:      Evolutionsgleichungen
Moodle: Evolutionsgleichungen

Vorlesungen: Mittwochs, 14:00 - 16:00 Uhr (WSC-N-U-4.05)
                      Freitags,    14:00 - 16:00 Uhr (WSC-N-U-4.05)

Wintersemester 2016/17

Analysis 1

LSF:      Analysis I
Moodle: Analysis I

Vorlesungen: Dientag, 16:00 - 18:00 Uhr (WSC-N-U-4.05)
                      Freitags, 10:00 - 12:00 Uhr (WSC-N-U-4.05)

Angewandte Funktionalanalysis (Seminar)

LSF:  Angewandte Funktionalanalysis
Zeiten: Freitags, 14:00 - 16:00 Uhr (WSC-N-U-4.05)