Problema de valor inicial: existencia y unicidad

Nivel UniversitarioDificultad ★★★★★Teorema⌖ Ver en el mapa

¿Qué es?

Picard–Lindelöf: si ff es lipschitziana en yy, entonces y′=f(t,y)y' = f(t, y), y(t0)=y0y(t_0) = y_0 tiene exactamente una solución cerca de t0t_0. El determinismo, en matemáticas: el presente determina el futuro, y una simulación tiene una única respuesta correcta que aproximar.

Enunciado

Si ff es continua y ∣f(t,y)−f(t,z)∣≤L∣y−z∣|f(t, y) - f(t, z)| \le L|y - z| cerca de (t0,y0)(t_0, y_0), el PVI tiene solución única en algún intervalo [t0−h,t0+h][t_0 - h, t_0 + h].

Idea de la demostración

Reescribe como y(t)=y0+∫t0tf(s,y(s)) dsy(t) = y_0 + \int_{t_0}^t f(s, y(s))\,\dd s y comprueba que el lado derecho es una contracción (punto fijo de Banach): la iteración de Picard converge.

Aplicaciones en informática

  • Motores físicos★★★★★frecuenteFísica y simulación

    Las fuerzas no lipschitzianas (contactos, cambios de rozamiento) rompen la unicidad, y por eso los motores las tratan aparte.

¿Dónde se utiliza?

Temas de informática a los que se llega desde aquí, con la cadena de ideas que lleva a ellos:

↑ ↓ para navegar · ↵ · Esc