Lexikon der Mathematik: Carathéodory, Existenzsatz von
lautet:
Seien a, b ∈ ℝ, G ≔ (a, b) × ℝn, f : G → ℝn. Weiterhin sei für jedes festeỹ ∈ ℝndie Funktion f (x, ỹ) bezüglich x meßbar und für jedes feste x eines maßgleichen Kerns von a < x < b bezüglichystetig. Sei schließlich M : (a, b) → ℝ eine Lebesgue-integrierbare Funktion und gelte
\begin{eqnarray}|{f}_{k}(x,{\bf{y}})|\le M(x)\quad((x,{\bf{y}})\in G,\quad k\in \{1,\ldots, n\}),\end{eqnarray}
Dann existiert zu jedem (x0, y0) ∈ G eine Abbildung y ∈ C0(G, ℝn) mit
\begin{eqnarray}{\bf{y}}(x)={{\bf{y}}}_{0}+\displaystyle \underset{{x}_{0}}{\overset{x}{\int }}f(\tau, {\bf{y}}(\tau ))d\tau \quad(x\in (a,b)).\end{eqnarray}
Überall dort, wo f stetig ist, istydann eine Lösung des Differentialgleichungssystemsy′ = f(x, y). Genügt f zusätzlich für beliebigeȳ = (ȳ1, …, ȳn) ∈ ℝnder verallgemeinerten Lipschitz-Bedingung
\begin{eqnarray}|{f}_{k}(x,\bar{{\bf{y}}})-{f}_{k}(x,{\bf{y}}(x))|\le N(x)\displaystyle \sum _{i=1}^{n}|{\bar{y}}_{i}-{y}_{i}(x)|\end{eqnarray}
für alle k ∈ {1, …, n}, wobei N wieder eine Lebesgue-integrierbare Funktion sei, so besitzt das Anfangswertproblem\begin{eqnarray}{{\bf{y}}}^{^{\prime} }=f(x,{\bf{y}}),\quad{\bf{y}}({x}_{0})={{\bf{y}}}_{0}\end{eqnarray}
eine eindeutig bestimmte Lösung, und diese ist stetig abhängig von den Anfangswerten (x0, y0).
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