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In der Mathematik beschreibt der Fluss eines Vektorfeldes die Bewegung entlang der Losungskurven der durch das Vektorfeld gegebenen gewohnlichen Differentialgleichung Inhaltsverzeichnis 1 Definition 2 Eigenschaften 3 Beispiel 4 Vollstandige Vektorfelder 5 Literatur 6 WeblinksDefinition BearbeitenSei F displaystyle F nbsp ein C 1 displaystyle C 1 nbsp Vektorfeld auf einer offenen Teilmenge U R n displaystyle U subset mathbb R n nbsp oder allgemeiner auf einer offenen Teilmenge einer Mannigfaltigkeit Nach dem Existenz und Eindeutigkeitssatz fur gewohnliche Differentialgleichungen gibt es fur jedes x 0 U displaystyle x 0 in U nbsp eine eindeutige maximale Losung x a x 0 b x 0 R displaystyle x colon a x 0 b x 0 to mathbb R nbsp der Differentialgleichung x t F x t x 0 x 0 displaystyle dot x t F x t quad x 0 x 0 nbsp Hierbei ist a x 0 b x 0 displaystyle a x 0 b x 0 nbsp das eventuell unendliche maximale Intervall auf dem eine Losung definiert ist Wir bezeichnen diese vom Startwert x 0 displaystyle x 0 nbsp abhangende Kurve mit g x 0 displaystyle gamma x 0 nbsp Sei S F t x R U a x lt t lt b x displaystyle Sigma F left t x in mathbb R times U colon a x lt t lt b x right nbsp Dann heisst die durch F t x g x t displaystyle Phi t x gamma x t nbsp gegebene Abbildung F S F U displaystyle Phi colon Sigma F to U nbsp der Fluss des Vektorfeldes F displaystyle F nbsp Eigenschaften Bearbeiten nbsp Vektorfeld F x y y x Der Fluss eines Vektorfeldes ist ein Fluss d h eine einparametrige Transformationsgruppe Es gilt also F 0 x x displaystyle Phi 0 x x nbsp und F s t x F s F t x displaystyle Phi s t x Phi s Phi t x nbsp fur alle x U displaystyle x in U nbsp Beispiel BearbeitenDer Fluss des auf dem R 2 displaystyle mathbb R 2 nbsp definierten Vektorfeldes F x y y x displaystyle F x y y x nbsp ist gegeben durch F t x y cos t x sin t y sin t x cos t y displaystyle Phi t x y cos t x sin t y sin t x cos t y nbsp Vollstandige Vektorfelder BearbeitenDas Vektorfeld F displaystyle F nbsp heisst ein vollstandiges Vektorfeld wenn sein Fluss fur alle Zeiten definiert also a x 0 b x 0 displaystyle a x 0 infty b x 0 infty nbsp fur alle x 0 U displaystyle x 0 in U nbsp oder aquivalent S F R U displaystyle Sigma F mathbb R times U nbsp ist Vektorfelder mit kompaktem Trager sind stets vollstandig Dies gilt insbesondere fur Vektorfelder auf kompakten Mannigfaltigkeiten Literatur BearbeitenJohn Lee Introduction to smooth manifolds Graduate Texts in Mathematics Springer ISBN 978 0 387 21752 9 Vladimir Arnold Ordinary differential equations Universitext Springer ISBN 978 3 540 34563 3Weblinks BearbeitenFlow of a Vectorfield nLab Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Fluss eines Vektorfeldes amp oldid 227944329