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Kurs:Gewöhnliche Differentialgleichungen/2.2 Abhängigkeit der Lösung von Anfangswerten

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Abhängigkeit der Lösung von Anfangswerten

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Wir betrachten nun zwei Anfangswertaufgaben, die sich nur in den Anfangswerten unterscheiden,

Sei die Funktion auf der rechten Seite Lipschitz stetig. Wir bezeichnen die entsprechende Lösungen dieser zwei Aufgaben in Abhängigkeit von den Anfangswerten als . Nun schätzen wir die -Norm , , des Unterschiedes dieser zwei Lösungen mithilfe der Gleichung (2.1), der Dreiecksungleichung der Norm, der Lipschitz-Stetigkeit von und des Lemmas 2.1 ab,

Nun benutzen wir das folgende bekannte Lemma



Lemma 2.2 (Gronwall)

Sei stetig und es gelte für jedes , dass Dann ist




Beweis.

Für den Beweis siehe L. Grüne, O. Junge, Gewöhnliche Differentialgleichungen. Eine Verallgemeinerung findet sich z.B. in L.C. Evans, Partial Differential Equations, Appendix B.j, B.k. ◻


Nun bezeichnen wir in obiger Abschätzung , und . Mit Anwendung des Gronwall Lemmas erhalten wir schließlich die Abschätzung

Diese Abschäzung heißt auch stetige Abhängigkeit der Lösung von den Anfangsdaten und es folgt die Eindeutigkeit für