Para λ=3,σ=6, calcula la varianza límite de un modo.
PISTA 1
Una pista
Usa σ²/(2λ).
Un desarrollo posible.
Para un modo OU amortiguado conλ>0, la varianza límite esσ²/(2λ).
Conλ=3 yσ=6, el cociente es36/(2·3)=36/6.
La varianza límite vale6. Esta afirmación de un modo no decide por sí sola si la suma de todos los modos tiene energía finita.
EJERCICIO 2 / 5Respuesta comprobable
Tu reto 2.
Tres modos ortonormales de medias cero tienen varianzas 1,2,4. Calcula la energía media.
PISTA 1
Una pista
Suma las varianzas.
Un desarrollo posible.
Si u=a₁e₁+a₂e₂+a₃e₃ y la base es ortonormal, Parseval finito da||u||₂²=|a₁|²+|a₂|²+|a₃|².
Al tomar esperanza y usar medias cero, los segundos momentos son las varianzas1,2 y4.
Por tanto E||u||₂²=1+2+4=7.
Los productos cruzados desaparecen por la ortogonalidad espacial.
EJERCICIO 3 / 5Respuesta comprobable
Tu reto 3.
Si σ=0 y a₀=0, ¿cuál es a_t?
PISTA 1
Una pista
La ecuación homogénea mantiene el cero.
Un desarrollo posible.
Conσ=0, el modo satisface la EDO da=−λa dt.
La solución es aₜ=e^{−λt}a₀.
Como a₀=0, aₜ=0 para todos los tiempos; no hay ruido que lo excite.
EJERCICIO 4 / 5Razonamiento · revisión personal
Tu reto 4.
Explica qué suma controla la energía L² de una serie de modos ortonormales centrados.
PISTA 1
Una pista
Usa Parseval y esperanza.
Un desarrollo posible.
Para las sumas parciales ortonormales, E||uN||₂²=Σₖ≤NE|aₖ|² por Parseval finito y linealidad de la esperanza.
Las diferencias de dos truncaciones tienen segundo momento igual a la suma de la cola correspondiente.
La condición ΣₖE|aₖ|²<∞ hace que las truncaciones sean de Cauchy en L² de probabilidad con valores en L² espacial y define el campo en ese espacio.
Si los modos están centrados, la suma esΣVar aₖ. Sin centrado deben incluirse también las medias al cuadrado.
EJERCICIO 5 / 5Razonamiento · revisión personal
Tu reto 5.
Distingue resolver toda truncación finita de resolver la EDP infinita.
PISTA 1
Una pista
Faltan estimaciones uniformes y paso al límite.
Un desarrollo posible.
Cada truncación contiene un número finito de coordenadas y puede resolverse como sistema de EDE con sus propias condiciones.
Al aumentar el número de modos, las constantes o la suma de varianzas pueden divergir. La existencia de cada sistema finito no proporciona por sí sola una cota uniforme.
Hay que fijar un espacio de campos y demostrar convergencia o compacidad con control de las colas; después se identifica la ecuación del límite.
En el calor lineal con ruido blanco, el criterioΣ1/λₖ ya distingue1D de dimensiones superiores para energía L². En una ecuación no lineal también hay que justificar los productos y su posible renormalización.