Zeigen Sie, dass die Funktion

die Wärmeleitgleichung löst.
Lösung


Wir betrachten zunächst das Cauchy-Problem:
, d.h. 
Lösungsdarstellung:


Zu zeigen:





![Rendered by QuickLaTeX.com \Delta U = {\left( {4\pi t} \right)^{-\frac{d}{2}}}{e^{-\frac{{{{\left| x \right|}^2}}}{{4t}}}}\left[ {\frac{{{{\left| x \right|}^2}}}{{4t}}-\frac{d}{{2t}}} \right]](http://me-lrt.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-3c86984c4fa0b7c95c4360b67e7426a4_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \frac{\partial }{{\partial t}}U = {\left( {4\pi } \right)^{-\frac{d}{2}}}{t^{-\frac{d}{2}-1}}\left[ {-\frac{d}{2}} \right]{e^{-\frac{{{{\left| x \right|}^2}}}{{4t}}}}+{\left( {4\pi t} \right)^{-\frac{d}{2}}}{e^{-\frac{{{{\left| x \right|}^2}}}{{4t}}}}\frac{{-{{\left| x \right|}^2}}}{{4{t^2}}}\left( {-1} \right)](http://me-lrt.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-c1e48cb549e9947019436dfa7fe81011_l3.png)

Zeigen Sie, dass die Funktion

die Wärmeleitgleichung löst.


Wir betrachten zunächst das Cauchy-Problem:
, d.h. 
Lösungsdarstellung:


Zu zeigen:





![Rendered by QuickLaTeX.com \Delta U = {\left( {4\pi t} \right)^{-\frac{d}{2}}}{e^{-\frac{{{{\left| x \right|}^2}}}{{4t}}}}\left[ {\frac{{{{\left| x \right|}^2}}}{{4t}}-\frac{d}{{2t}}} \right]](http://me-lrt.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-3c86984c4fa0b7c95c4360b67e7426a4_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \frac{\partial }{{\partial t}}U = {\left( {4\pi } \right)^{-\frac{d}{2}}}{t^{-\frac{d}{2}-1}}\left[ {-\frac{d}{2}} \right]{e^{-\frac{{{{\left| x \right|}^2}}}{{4t}}}}+{\left( {4\pi t} \right)^{-\frac{d}{2}}}{e^{-\frac{{{{\left| x \right|}^2}}}{{4t}}}}\frac{{-{{\left| x \right|}^2}}}{{4{t^2}}}\left( {-1} \right)](http://me-lrt.de/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-c1e48cb549e9947019436dfa7fe81011_l3.png)
