Delta-Distribution (また δ関数 ; ディラック関数 、 – インパルス 、 -脈 、 ショットガン (ポール・ダックの後)、 衝撃機能 、 nadelimpul 、 インパルス関数 また ユニットインパルス関数 名前付き)数学用語として、コンパクトキャリアを備えた特別な不規則な分布は、特別な不規則な分布です。数学と物理学において根本的に重要です。あなたの通常のフォーミュラ記号はδ(小さなデルタ)です。
デルタ分布は、テスト関数の機能空間の安定した線形画像です
下にある体で
:
-
。
デルタ分布のテスト関数空間は、できるだけ頻繁に微分関数の空間です
と
また。
開いて開いています
。したがって、対応します
本物のどちらか
または複雑な数字
。
デルタ配布は、すべての差別化された機能を可能な限り頻繁に注文します
実際のまたは複雑な数
に、つまり、場所での関数の評価0。テスト関数の適用後のデルタ分布の値
配信、1つは(デュアルペアリングの表記付き)、および
-
またはまた
-
このスペルは実際には正しくなく、デルタ分布が不規則な分布であるため、象徴的に理解するのは象徴的です。つまり、局所的に統合可能な関数では上記の方法で表現することはできません。したがって、機能はありません
上記の定義を満たしている(証拠については、以下の「不規則性」を参照)。概念の技術的に指向されたアプリケーションの場合、特に「デルタ関数」、「ディラック関数」、「インパルス関数」などの数学的には正確な名前ではありません。積分表記を使用する場合、それは いいえ ルベーグの尺度に関するリーマンの積分またはルベーグの積分に、しかし機能的の評価について
ポイントで
、 また
、行為。
ポジティブラドンメジャーを介して
生成された機能
(ために
)分布です。デルタ分布は、次のラドン測定によって生成されます1はここで特にDirecemandについて話します。
-
したがって
。測定値は物理的に解釈できます。 B.部屋の質量分布または電荷分布として。次に、デルタ分布は、質量1の質量点または原点の荷重1のポイント負荷に対応します。
-
場所にいます
ポイント荷重
、それによってすべての負荷の合計が最終的に残り、次に
の測定
– すべてのサブ量の代数
電荷分布に対応する定義(
すべてを通して
と
):
-
関連する分布は、この尺度のためです。
-
中心分布の密度
。
ために
関数がより高く、狭くなっているが、エリアの面積は変わらないままである場合1。
他のすべての分布と同様に、デルタ分布は、一連の関数の制限として表現することもできます。 DIRACのエピソードの量は、デルタ分布を提示するために使用できる最も重要なクラスの機能です。ただし、デルタ分布に収束する他のエピソードがあります。
ディラックエピソード [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
1つのエピソード
統合可能な関数
ifと呼ばれます
- すべてのために
そしてすべて
状態
- すべてのために
アイデンティティ
と
- すべてのために
適用可能です。ここで定義されているDIRACエピソードの特別なケースを意味する場合があります。関数を選択した場合
と
すべてのために
と
とセット
ために
それ以外の
したがって、プロパティ3も満たされています。したがって、関数のグループが呼び出されます
また、ディラックエピソード。 [初め]
備考 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
関数
これで、通常の配布で使用できます
-
識別。ライムでのみ
デルタ分布の異常な動作が得られます
-
ライムの層はそうではないことに注意する必要があります 下 積分、しかし 前 彼はフォローします。あなたが積分の下で石灰を引っ張るなら、そうするでしょう
ほぼどこでもゼロではなく、ただ
。ただし、単一のポイントは人生の男をゼロにしており、積分全体が消えます。
デルタ分布は、x軸の上にサイズ1の面積単位がある領域を含む任意の狭い関数として鮮明に導入されます。この関数は、より狭くなり、より高くなっています – 以下の領域は一定のままでなければなりません1。また、多次元のディラック分布もあり、これはボリューム1の鮮明に多次元の「クラブ」になります。
DIRACエピソードの例 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
以下では、さまざまな近似値があります(DIRACエピソード)
指定された、最初は絶えず区別されています:
-
- 指定された関数は非常に狭く、非常に高い最大値を持っています x = 0 幅は約です
そして高さ
。すべてのために
関数の下の領域1です。
-
-
- シリンダーに包まれた線とその巻線として想像できること
ますます狭くなります。ベースエリア(in
–
シリンダーの容量)は、関数の虚数と実際のセクションから形成され、関数はで発生します
-方向。
ただし、近似も可能です。これは、しっかりと区別された部分でのみです。
-
-
-
さらなる例 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
sincを介した近似。
-
エピソードも負の値を受け入れるため、ディラックのエピソードではありません。ただし、表現を見ると
-
- だから皆のために集まった
デルタ分布に対する分布の意味でのこのエピソード。
非標準分析では、「デルタ関数」は、目的の特性を持つ関数として明示的に定義できます。これも無限に異なります。あなたの最初の派生はです
-
そしてあなたの
-te派生
-
- デルタ配布の明確なプロパティ:折りたたみプロパティも フェードインプロパティ [2] 、 7-プロパティ 呼び出されました
-
-
- または、翻訳とスケーリングの特性(以下を参照)が次のとおりです。
-
- 特に一定の関数1の場合:
-
-
-
-
-
- ために
名前でもあります
一般。
-
-
- と
-
- つまり、デルタ分布は次数-1から正の均一であることを意味します。
- スケーリングプロパティからの直接的な結論は、デルタ分布の測定の次元または単位です。それはあなたの議論の相互次元に正確に対応します。もっている
たとえば、長さの寸法、そうです
寸法(1/長さ)。
-
-
-
- したがって
の単純なゼロポイント
です(if
最終的には、単純なゼロポイントのみのみです)。特別なケースとして、計算ルールが続きます
-
不規則性 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
Delta分布の不規則性(=特異点)は、矛盾の証明で示すことができます。
想定
それが定期的であれば、局所的に統合可能な機能があります
、すべてのコンパクト間隔を超える関数
ルベーグの尺度に関して
-
すべてのテスト機能について
該当する:
-
特に、これは次のテスト関数のためでなければなりません
コンパクトキャリア付き
有効です:
-
デルタ分布の効果はこれに及ぼすものです。
-
想定される定期的な分布
-
次の評価を実行できます。
-
なぜなら
積分
ために
(ここで
関数の1つ
依存する臨界値)1(および0に対して収束します
0)。あなたは得ます
、矛盾。したがって、デルタ分布は、局所的に統合可能な関数では表現できません。矛盾は、{0}の量はレベジュグの測定では無視できるが、ディラック測定ではないために発生します。
導出 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
デルタ分布の導出 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
他の分布と同様に、デルタ分布は可能な限り頻繁に配布できます。
-
これは、にも適用されます
-te分散派生:
-
DIRACシーケンスの導出 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
通常の分布の派生
部分的な統合を使用して計算できます(ここでは、初期派生の例として、より高いものに類似しています))
-
そして、石灰になります
分配導出の動作:
-
重い分布の導出 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
重い関数
絶えず区別されていませんが、分布派生が存在します。これはデルタ分布です。
-
重い分布にはコンパクトなキャリアがないため、テスト機能は、好きなだけコンパクトキャリアを使用して微分可能な機能でなければなりません
、それは意味します
無限に消えなければなりません。
フーリエラプレス変換 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
デルタ分布にはコンパクトなキャリアがあるため、フーリエラプラスの変換を形成することができます。これは適用されます
-
フーリエ変換 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
フーリエラプラス変換はフーリエ変換の特別なケースであるため、適用されます
-
条約、要因もあります
フーリエ変換を掛けるには。その場合はそうです
また、デルタ分布のフーリエ変換の結果。変換の結果は、すべての周波数が同じ強度でデルタ分布に含まれることを明らかに意味します。表現
(また
予備的要因の他の条約では)は、物理学に重要なデルタ分布の表現です。
ラプラス変換 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
ダイラプラストランスフォーメーション
デルタ分布は、フーリエラプラス変換の特殊なケースとして取得されます。ここにも適用されるからです
-
フーリエ変換とは対照的に、ここには他の慣習はありません。
プレゼンテーションに関するメモ [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
フーリエまたはラプラスの変換は、しばしば通常の積分叫びによって提示されます。ただし、これらの表現はです
-
フーリエ変換用または
-
数学的に定義されていないラプラスの変換について象徴的に理解される。
シフトしたデルタ分布の変換 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
フーリエ変換またはUMのラプラス変換を持つことも可能です
計算します。適用されます
-
ディラックショットは、音響の衝動反応を決定する際に実際的に重要です(他の物理学部門では、1つについても語っています。
– サイズ、問題のサイズが可能な限り狭い分布に十分であると思う場合)。各部屋には独自の健全な動作があります。ディラックインパルス(手で拍手することで近づく)では、この動作(「エコー」、つまりシステム応答を測定することにより)を決定できます。
典型的な技術的に実現可能なDIRAC値:
デルタ分布の重要な応用は、緑の関数の方法を使用した不均一な線形微分方程式の解です。
意味 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
多次元では、テスト関数の空間は
平
、機能の空間は、できるだけ頻繁に完全に区別します
。
デルタ分布は、テスト関数にあります
次の効果:
-
翻訳とスケーリングを使用した非公式の積分表記で:
-
。
特性 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
「多次元」デルタ分布は、「1次元」デルタ分布の製品として記述できます。
-
。
特に3次元では、ポイント荷重を提示するために電気力学でよく使用されるデルタ分布の表現があります。
-
。
曲がった座標系のデルタ分布 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
曲がった座標系では、機能的な決定要因が必要です
-
考慮に入れてください。 [3]
アプローチ
-
と
と
方程式につながります
-
、滝
。
適用しなければならないという事実から見ることができます
-
。
曲がった座標系では、機能的な決定要因の戻り値に対応する予備的要因をデルタ分布に提供する必要があります。
例 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]
と球状の座標で
と
該当する:
-
とシリンダーの座標で
と
該当する:
-
- Dieter Landers、Lothar Rogge: 標準分析はありません。 Springs-Publising、Berlin U. a。 1994、ISBN 3-540-57115-9( スプリンガー教科書 )。
- ヴォルフガング・ウォルター: 分布理論の紹介。 3.完全に改訂および拡張版。 Bi-Sciences Publishing House、Mannheim u。 1994、ISBN 3-411-17023-9。
- F. G.フリードランダー: 分布理論の紹介。 M. Joshiによる追加の資料付き。 2.エディション。ケンブリッジ大学出版局、ケンブリッジu。 a。 1998、ISBN 0-521-64015-6。
- ↑ 彼のウィルヘルムすべて: 線形関数分析:アプリケーション指向の紹介 。 5.オーバー-the -arb。版。 Springer-Verlag、Berlin u。、2006、ISBN 3-540-34186-2、109ページ。
- ↑ RüdigerHoffmann: 周波数分析の基本。エンジニアとコンピューター科学者への紹介。 11のテーブル付き Expert Publishing、2005、ISBN 978-3-8169-247-0、S。26。
- ↑ ヴォルフガングノルティング: 基本コース理論物理学3.電気力学。 ベルリン、ハイデルベルク、ニューヨーク:スプリンガー、2007年、ISBN 978-3-540-71251-0。
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