a )
Bestimmen Sie alle Lösungen der Laplacegleichung, die nur von
abhängen.
b )
Zeigen Sie, dass
die Fundamentallösung der Poissongleichung in
ist.
Lösung
a )


![Rendered by QuickLaTeX.com \frac{{{\partial ^2}u}}{{\partial x_i^2}} = u^{\prime\prime} \frac{{{x_i}}}{r}\frac{{{x_i}}}{r}+{u^\prime }\left[ {\frac{{r \cdot 1-{x_i} \cdot \frac{{2{x_i}}}{{2r}}}}{{{r^2}}}} \right]](http://me-lrt.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-67c16425c36f1767661cbef76b52a330_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com = u^{\prime\prime} \frac{{x_i^2}}{{{r^2}}}+{u^\prime }\left[ {\frac{1}{r}-\frac{{x_i^2}}{{{r^3}}}} \right]](http://me-lrt.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-327a18a88ee2157ed806d924c02ec096_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com -\Delta u = -u^{\prime\prime} \underbrace {\left[ {\frac{{\sum {x_i^2} }}{{{r^2}}}} \right]}_{ = 1}-{u^\prime }\left[ {\underbrace {\frac{{\sum 1 }}{r}}_{\frac{d}{r}}-\underbrace {\frac{{\sum {x_i^2} }}{{{r^3}}}}_{\frac{1}{r}}} \right] = -u^{\prime\prime} -\left[ {\frac{{d-1}}{r}} \right]{u^\prime } = 0](http://me-lrt.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-2d49f1ed5a7813a6ca94792db9df1d1c_l3.png)
Setze nun 
![Rendered by QuickLaTeX.com -{v^\prime }-\left[ {\frac{{d-1}}{r}} \right]v = 0](http://me-lrt.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-205d13fc445952ca22472d1f69f754b2_l3.png)






Jetzt einsetzten von d:






b )


Fundamentallösung:

bzw.

Wenn x ungleich 0 ist, dann ist U glatt und Laplace u = 0.

Weitere Wachstumsschranken siehe Skript.


