DIARIO DEL CORSO DELLA SECONDA PARTE DEL CORSO DI FONDAMENTI DI FISICA MATEMATICA a.a. 2016-2017 (MORETTI)

Sono riportati solo i paragrafi effettivamente svolti a lezione delle dispense
Fondamenti di Fisica Matematica II: Introduzione alla teoria delle equazioni alle Derivate Parziali del secondo ordine con eventuali commenti sulle parti svolte quando non tutto è stato presentato a lezione. Le sezioni che non appaiono esplicitamente non saranno rischieste all'esame.  Ci possono essere delle piccole differenze tra il contenuto delle dispense e la lezione effettiva corrispondente, lo studente può scegliere la versione che preferisce.  I capitoli ed i paragrafi sottostanti si riferiscono alla versione delle dispense al momento sulla pagina web nella quale sono state inseriti eventuali commenti fatti a lezione e sono stati corretti vari errori di stampa anche segnalati dagli studenti.


--------------------------------------- Diario del Corso -----------------------------------------

Lezione 1 (21/02/2017)
dal CAP. 1
1.1 Notazioni, definizioni, convenzioni e qualche risultato tecnico elementare  
1.1.1 Funzioni differenziabili ed operatori differenziali. (Osservazioni 1.1. solo accenni)
1.1.2 Insiemi connessi per archi differenziabili a tratti
1.1.3 Norme e seminorme
1.1.4 Risultati elementari sulle serie di funzioni. (Solo le dimostrazioni dei teoremi 1.3 e 1.4  dovranno essere note. L'enunciato del teorema 1.1 deve essere noto ma non la dimostrazione.)



Lezione 2 (23/02/2017)
dall' Appendice B
B.1 Teoremi della convergenza monotona e dominata. (Teoremi B1, B2, B3, B4 inclusi relativi commenti sono supposti noti e non saranno oggetto  di domande d'esame)
B.2 Derivazione sotto il segno di integrale e di serie. (Teorema B5 enunciato e dimostrazione, la Dimostrazione del Teorema B3 non è richiesta ed è stata svolta a lezione come esempio.  Della Proposizione B2 sapere solo l'enunciato, la dimostrazione è stata fatta a lezione come esempio/commento e non è richiesta).
dal CAP. 1
1.2 Motivazioni fisico matematiche per lo studio delle equazioni differenziali alle derivate parziali del secondo ordine: le equazioni di Maxwell
1.2.2 Teoremi di Gauss, Stokes ed equazioni di Maxwell in forma differenziale locale (E' richiesto di conoscere solo gli enunciati. Il teorema di Gauss è stato enunciato a lezione nella forma più elementare con F di classe C^1 fino al bordo incluso ma si può leggere anche il caso più generale tanto non è richiesta la dimostrazione. Osservazioni 1.8  non svolte, quindi non sono richieste all'esame. Delle Osservazioni 1.9 è stata svolta ed è richiesta solo la (2))
1.3 Equazioni differenziali del secondo ordine quasilineari.



Lezione 3 (28/02/2017)
dal CAP. 1
1.3.1 Trasformazioni di coordinate e struttura delle equazioni quasilineari del secondo ordine
1.3.2 Classificazione delle equazioni dfferenziali quasilineari del secondo ordine (Esempi 1.1: Equazione di Dirac non discussa, ovviamente il significato fisico delle equazioni non sarà richiesto)




Lezione 4 (02/03/2017)

dal CAP. 1
1.4 Il problema di Cauchy ed il Teorema di Cauchy-Kovalevskaja
1.4.1 Superfici regolari in R^n
1.4.2 Il problema di Cauchy e la ''ben posizione" del problema nel senso di Hadamard
1.4.3 Il Teorema di Cauchy-Kovalevskaja.
1.4.4 Il caso di una superfcie regolare generica in R^n descritta in coordinate normali
1.4.5 Nozione di superficie caratteristica


Lezione 5 (07/03/2107)


dal CAP. 2
2.1 Il problema fisico dell'elettrostatica e le equazioni di Poisson e Laplace
2.2 Principio del massimo per funzioni armoniche e principio del massimo generalizzato
2.2.1 Funzione armoniche e sub armoniche in R^n
2.2.2 Principio del massimo (in forma debole)



Lezione 6 (09/03/2017)

dal CAP. 2
2.2.3 Principio del massimo generalizzato  (Solo enunciato del Teorema 2.2)
2.2.4 Due teoremi di unicità per il problema di Dirichlet dal principio del massimo (I teoremi 2.4 e 2.6 non saranno materia d'esame)
2.3 Le identità di Green le loro conseguenze elementari
2.3.1 Identità di Green.


Lezione 7 (14/03/2017)
dal CAP. 2
2.3.2 Conseguenze del teorema di Gauss e delle identità di Green: teorema di unicità per il problema di Neumann.



Lezione 8 (16/03/2017)

dal CAP. 3
3.1 Soluzioni fondamentali
3.1.1 Proprietà elementari delle soluzioni fondamentali



Lezione 9 (21/03/2017)

dal CAP 3
3.2 Ulteriori proprietà delle funzioni armoniche in R^n
3.2.1 Non esistenza di funzioni armoniche con supporto compatto e non nulle
3.2.2 Le funzioni armoniche definite in aperti di R^n  sono C^oo e analitiche  (per quanto riguarda il Teorema 3.3 è stata solo provata la proprietà C^oo, non discusse Osservazioni 3.2, solo enenuciato di Proposizione 3.2 e Proposizione 3.3)


Lezione 10 (23/03/2017)

dal CAP 3
3.2.3 Teorema della media e principio del massimo in forma forte (Corollario in (2) in osservazioni 3.3 solo accennato ... facoltativo)
3.2.4 Teorema di Liouville per le funzioni armoniche in R^n


Lezione 11 (28/03/2017)
dal CAP 4
4.1 Soluzione dell'equazione di Poisson in tutto R^n tramite G_n
4.2 Ancora sul problema di Dirichlet per regioni limitate  (Proposizione 4.1 solo enunciato ed idea della dimostrazione della formula nel punto (a) dell'enunciato)
4.2.1 Funzioni di Green e nuclei di Poisson (Teorema 4.2 solo enunciato, prosizione 4.2 solo eneunciato)


Lezione 12 (30/03/2017)
dal CAP 4
4.3 Funzioni di Green per domini particolari
4.3.1 Il metodo delle cosiddette cariche immagine
4.3.2 La funzione di Green nella palla in R^3

Lezione 13 (4/04/2017)

dal CAP 5
5.1 L'equazione di D'Alembert come equazione della corda vibrante e della membrana vibrante
5.1.1 L'equazione per la corda oscillante per piccole deformazioni
5.1.2 L'equazione per la membrana oscillante per piccole deformazioni
(Sez 5.1.2 e 5.1.3 non svolte solo accenni, non saranno richieste)
5.2 Condizioni iniziali ed al contorno  (Osservazioni 5.3: la prima osservazione non svolta, non sarà richiesta)
5.3 Bilancio energetico e teoremi di unicità
5.3.1 Densità di energia ed equazione di continuità
5.3.2 Teoremi di unicità      (Delle Osservazioni 5.6 accennata solo la (3) non discusso il teorema 5.2)



 Lezione 14 (6/04/2017)

dal CAP 6
6.1 Equazione di D'Alembert sulla retta reale senza condizioni al contorno
6.1.1 Assenza di sorgenti, formula di D'Alembert, domini di dipendenza
(Teorema 6.1 dato come semplice commento informale, sarà richiesto in tale forma all'esame)


 Lezione 15 (11/04/2017)

dal CAP 6
6.1.2 Equazione di D'Alembert su tutta la retta con sorgente (Dimostrazione del Teorema 6.3 senza entrare nei dettagli del calcolo, Osservazioni 6.4 non svolte a ezione)
6.2 Dalla separazione delle variabili alla serie di Fourier


Lezione 16 (13/04/2017)

dal CAP 6
6.3 Alcuni risultati elementari sulla serie di Fourier
6.3.1 La serie di Fourier nello spazio di Hilbert L^2([-L/2.L^2], dx)  (Dall'inizio di 6.3 fino alla sezione 6.3.1 inclusa, l'unica cosa che potrà essere chiesto all'esame è l'enunciato del teorema 6.5)
6.3.2 Convergenza uniforme della serie di Fourier e derivazione sotto il simbolo di serie             



Lezione 17 (20/04/2017)

dal CAP 6
6.4 Il problema su Rx[-L/2.L^2] con condizioni al bordo periodiche
6.4.1 Teorema di unicità
6.4.2 Esistenza delle soluzioni per dati iniziali sufficientemente regolari


Lezione 18 (27/04/2017)

dal CAP 6
6.4.3 Velocità di fase, frequenza, lunghezza d'onda.
6.5 Il problema su Rx[-L/2.L^2] con condizioni al bordo di annullamento
6.5.1 Teorema di unicità
6.5.2 Esistenza delle soluzioni per dati iniziali suffcientemente regolari
(del Teorema 6.10 solo enunciato ed idea della dimostrazione)


Lezione 19 (02/05/2017)

dal CAP 6
Osservazioni 6.8  (sez 6.5.3 NON svolta e non rschiesta all'esame)

dal CAP 7

7.3.2 Il suono prodotto dagli strumenti musicali a corde
7.3.3 Le note musicali pure e note con timbro
7.3.4 Scale e temperamenti (solo accennato)

Lezione 20 (04/05/2017)

dal CAP 8
8.1 L'equazione del calore dalla termodinamica dei continui
8.2 Condizioni iniziali ed al contorno, frontiera parabolica
8.4 Principio del massimo parabolico e teoremi di unicità
8.4.1 Principio del massimo parabolico in regioni limitate

ATTENZIONE: è stata introdotta una nuova sezione la 8.3 e i paragrafi fanno riferimento alla versione attualmente in rete delle dispense.

Lezione 21 (09/05/2017)

dal CAP 8
8.4.2 Teorema di unicità per condizioni al bordo di Dirichlet



Lezione 22 (11/05/2017)

dal CAP 8
8.3 Un problema atipico, ma storicamente importante: il problema della cantina di Fourier 


Lezione 23 (16/05/2017)

dal CAP 7
7.1 Generalizzazione della procedura di soluzione con la serie di Fourier su domini
più generali
7.1.1 Autofunzioni del laplaciano con condizioni di Dirichlet e serie di Fourier
generalizzata

Lezione 24 (18/05/2017)

dal CAP 7
7.1.3 Soluzione dell’equazione di D’Alembert con condizioni di Dirichlet tramite l’analisi spettrale: un caso semplificato
7.1.4 Membrana rettangolare e membrana circolare.


Lezione 25 (23/05/2017)

dal CAP 7
7.1.5  Fenomeni di smorzamento e risonanza in risuonatori forzati (inizio)


Lezione 26 (25/05/2017)

dal CAP 7
7.1.5  Fenomeni di smorzamento e risonanza in risuonatori forzati (fine)


Lezione 27 (30/05/2017)

dall' Appendice A
Un accenno all’approccio moderno per il problema ellittico: soluzioni in senso
distribuzionale e teoremi di regolarità ellittica.


Lezione  28  (01/06/2017)

Discussione su questioni e problemi visti durate il corso e che necessitano ulteriori chiarimenti