狄拉克函式的分母為零,狄拉克函式

2021-03-03 20:27:37 字數 5351 閱讀 7949

1樓:如琬似花

方程抄 表明,當我們用x去除方襲程的兩邊,並且x可以取bai為零時,我們應該在du

其中一邊加zhi

上δ函式的某個倍數dao ,即我們從方程

不能推斷出

只能推斷出

研究函式 的微分,一般的公式是

為了使導函式在 附近是有明確定義(非正常函式的意義)的,通常會對它加上一個附加條件,即它從到的積分為0,而上式中從到的積分為零,從到的積分卻是1,因此上式就不是一個正確的等式了,為了改正它,需要增加一個修正項,我們注意到在的負值處有一個虛數項,這個項在0附近有一個突變,對它微分會產生一個函式,那麼等式變成

狄拉克δ函式

2樓:中地數媒

8.1.1δ 函式的定義

我們知道,一般函式的定義是對於自變數x的每一個值,都有特定函式值f(x)與之對應,f(x)稱為在點x處的函式值。然而,這裡我們要討論的δ函式不是這種通常意義下的函式,因為它沒有通常意義下的「函式值」;它的運算作用只有出現在積分號裡才能體現出來,它是某種複雜極限過程的簡化符號,是廣義函式的一種。

所謂狄拉克δ函式是這樣一個算符δ(x),它使得對任何在x=0點連續的函式f(x),有下式成立:

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為理解δ(x),對h>0引進如下函式序列

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由積分中值定理可知,存在ξ且|ξ|<

,使得有

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於是得到:

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由此可以直觀地知道,由嚴格的理論也可以證明,δ(x)是δh(x)在某種意義下的極限。因為

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故可將δ(x)粗糙地理解為滿足

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的一個較通常函式意義更廣的「函式」,(8.1.3)式是(8.1.1)式令f≡1而得到的。

物理上常用δ函式來描述集中分佈的量,如集中質量、集中電荷等,設在x軸上有一單位質量集中在原點,用δ(x)表示密度分佈函式,則在x≠0時,δ(x)=0。如果取δ(x)=c為有限常數,δ(x)便是一個通常意義下的分段連續函式,按照一般的積分計算有

δ(x)dx=0,即總質量為零,這與假設直線上具有單位質量相矛盾。故不能取δ(0)等於有限常數。事實上,若在x軸上取δl為包含原點的區間段,δm為該段總的質量,則密度應為:

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由此可見,這裡引入δ函式恰好描述了集中質量問題。在電法勘探問題中,δ函式就恰好描述點源的電荷(或電流)密度。

上面我們定義了一維且奇點在x=0處的δ函式,對n維且奇點在任意點(

、 ,…,

)的δ函式可類似地定義,即它是這樣一個算符δ(x1-

)δ(x2-

)…δ(xn-

),使得對任何在點(

, ,…,

)連續的函式f(x1,x2,…,xn),有

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成立,特別當取n=1,x1=x,

=0時,則得到(8.1.1)式。實際上n維δ函式可寫成n個一維δ函式的乘積的形式。同樣它還應滿足:

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本書中只涉及二維或三維的δ函式。

對於一個有限的研究域,關於δ函式,我們還能給出下面常用結果,例如以二維情況為例:

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式中d為一個二維區域,f(x1,x2)在(

, )處連續,在第二個等式中,要求d的邊界γ在奇點(

, )附近是光滑的,特殊情況,當f=1時,可得:

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現在給出(8.1.7)式的一個直觀證明,當x0=(

, )在d外,由(8.1.5)式知δ在d及其邊界上恆為零,這時(8.

1.7)式左部可理解為零函式在通常意義下的積分,其積分值為零,當x0在d內時,這時δ在d的邊界和外部恆為零,於是在這些部分的積分也為零,故

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圖8.1 d∩b的二維幾何表示

從而由(8.1.4)式可知(8.

1.7)式中第三等式成立,對於奇點x0在區域邊界γ的情況,令b(x0,ε)是以x0為圓心、ε為半徑的開圓(在一維情況是開區間,三維情況下是不含球面的球體,n維情況下為n維開球),注意到δ在b(x0,ε)的外部和邊界上為零,知

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式中d∩b表示d域和b圓重合的部分,即圖8.1中陰影部分,另外有

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因為γ在x0附近光滑,故當ε趨於零時,d∩b域趨於半圓,這樣,由以上兩式有

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這便是(8.1.7)式中的第二等式。

8.1.2δ 函式的性質及其傅氏變換

對於一維情況,給出δ函式的一些常用性質及其傅氏變換,均設f(x)在奇點處連續。由(8.1.7)式有

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另外,設α1、α2為常數,δ函式對加法運算是線性的。

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對於任何在x0處連續的函式f(x),有

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上式稱為δ函式的篩選性質。由於

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可知地球物理資料處理教程

由於地球物理資料處理教程

故有δ(x)f(x)=δ(x)f(0) (8.1.14)

或同樣δ(x-x0)f(x)=δ(x-x0)f(x0) (8.1.15)

如果(8.1.14)式中取f(x)=x,得

xδ(x)=0 (8.1.16)

若取f(x)在區間(-∞,α)(α為正數)外等於零,那麼f(0)=0,於是

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由此推知

δ(x)=0 x < 0 (8.1.17)

同理可得

δ(x)=0 x>0 (8.1.18)

這便是(8.1.2)式的由來。

兩個δ函式的褶積由下式確定。

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於是地球物理資料處理教程

下面我們給出δ函式的傅氏變換,根據δ函式的定義(8.1.1)式有

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反過來,數學上可以證明

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即是說δ(x)與1組成傅氏變換對,由(8.1.10)式設f(x)=cosωx,可得δ的餘弦變換為

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狄拉克δ函式的定義

3樓:妙妙恄

物理學中常常要研究一個物理量在空間或時間中分佈的密度,例如質量密度、電荷密度、每單位時間傳遞的動量(即力)等等,但是物理學中又常用到質點、點電荷、瞬時力等抽象模型,他們不是連續分佈於空間或時間中,而是集中在空間中的某一點或者時間中的某一瞬時,那麼它們的密度應該如何表示呢? 為了在數學上理想地表示出這種密度分佈,引入了δ函式的概念。在概念上,它是這麼一個「函式」:

在除了零以外的點函式值都等於零,而其在整個定義域上的積分等於1。用數學表示為:

上述表示式不規定δ函式在0點的取值,是因為這個值無法嚴謹地表述出來,不能籠統的定義為正無窮,並且函式取值的「大小」是由第二個積分式決定的,因此只需限定取值為零的區域即可 。如果函式不在0點取非零值,而在其他地方,可定義

其中h(x)稱為階躍函式或亥維賽單位函式:

可以證明兩種定義是等價的。從第二個定義中,可以看到δ函式可以通過對階躍函式取微分得到,實際上,只要我們對一個不連續函式取微分,就會出現δ函式 。

狄拉克δ函式的性質

4樓:若兒礦韃憍

狄拉克δ函式有以下性質 ,在理解這些性質的時候,應該認為等式兩邊分別作為被積函式的因子時得到的結果相等 偶函式,其導數是奇函式

放縮(或相似性)

這種性質稱為挑選性,它將 在 點的值 挑選出來上述性質則可看成適用於高階導數的挑選性。 如果方程 的實根 全是單根,則

該等式的含義為,若將δ函式作用在一個函式上,則會把函式的實根挑選出來,其左邊表示在函式 為零時會取非零值,右邊表示在 處,會取得非零值,並且取值「大小」,或者說在積分中的作用大小與δ函式的比值是函式在 處導數的絕對值的倒數。通過這一性質可以得到一些具體的等式,如

以及這個性質說明δ函式與x的乘積在積分中與0的作用是相同的。

什麼是delta函式

5樓:匿名使用者

delta函式關於狄拉克delta函式

「請問兩個delta(t)函式相乘表示什麼意義呢?」

「我在訊號與系統中遇到了兩個衝激函式相乘的情況,故有此一問」

答:容易想象訊號與系統中兩個衝激函式相加的情況,但很難想象兩個衝激函式相乘的情況。從數學上來講,兩個delta(t)函式相乘是無意義或無定義的。理由如下:

事實上,陳老師上面最後一個方程可看成是delta函式的原始定義。上面提到v(x)是連續函式,這是很自然的事。若v(x)在x=0處不連續或無定義的 話,delta函式也就無定義了。

v(x)也稱為檢驗函式,它必須是無窮次可導的光滑函式,則delta函式及其導數才有定義。[ref. 2]

delta(t)*delta(t)或delta(t+a)*delta(t)是什麼呢?若用檢驗函式來定義一下則v(x)*delta(t+a)形成了對的delta(t)的新的檢驗函式,非但不光滑,不連續,還是一個奇異函式,故v(x)*delta(t+a)不可能用來定義delta(t)或即 delta(t+a)*delta(t)無定義。

當然,陳老師關於「delta(x)*delta(y)=delta(x,y) (*指乘積的意思)」的說法還是對的。我們還能從此推出為何delta[f1(t)]*delta[f2(t)]無定義。

我們知道delta函式有如下性質:

delta[f(x)] = delta(x-x0)/|f』(x0)|

其中f(x0)=0

對delta[f1(x,y)]*delta[f2(x,y)]我們能推出類似的表示式,但這時分母的導數項成了f1和f2對x和y的雅可比的行列式。當f1和f2都僅僅是x的函式時,行列式為零,分母為零則表示式無定義。 +++++++++++++++++

狄拉克δ函式的介紹

6樓:孤獨患者°儅夏

狄拉克δ函式是一個廣義函式,在物理學中常用其表示質點、點電荷等理想模型的密度分佈,該函式在除了零以外的點取值都等於零,而其在整個定義域上的積分等於1。

關於狄拉克δ函式的疑問

7樓:黃梓旻

可以證明任何除一點外均處處為零的實

函式從正無窮到負無窮的廣義積分的值為零,也就是說滿足dirac函式的條件的函式事實上並不存在,因此它不是通常意義上的函式,雖然可以像普通的函式一樣對其進行各種運算。

它可以看成分佈(正如概率論中的概率密度函式),也是測度,也是廣義函式。廣義函式通常定義為函式空間上的連續線性泛函。簡單地說,廣義函式是「某些函式的連續線性函式」。

從這個意義上說,你說的定義域是「函式」。

關於狄拉克函式的疑問狄拉克函式

可以證明任何除一點外均處處為零的實 函式從正無窮到負無窮的廣義積分的值為零,也就是說滿足dirac函式的條件的函式事實上並不存在,因此它不是通常意義上的函式,雖然可以像普通的函式一樣對其進行各種運算。它可以看成分佈 正如概率論中的概率密度函式 也是測度,也是廣義函式。廣義函式通常定義為函式空間上的連...

狄拉克函式的傅立葉變換,匯出狄拉克函式x,y的傅立葉變換

t 函式的傅立葉變換等於常數 反過來常數的傅立葉變換等於 t 函式,它們之間的變換關係具有對稱性。匯出狄拉克函式 x,y 的傅立葉變換 利用複數形式的傅裡bai葉變du換,其中,因此 函式的傅裡zhi葉積分是 根據 dao 函式版的定義,函式並不是 權通常意義下的一般函式,應當看作一種函式列的極限或...

函式的分母極限為零,為什麼分子極限也為零,原函式

1.如果分母的極限為0,分子的極限不為0,那麼商的極限為無窮.反過來,如果商的極限存在 專,且分母極屬限為0,則分子極限必為0.2.我很奇怪有人認為 這個函式的極限是存在的,極限是無窮大 真是第一次聽說。極限是無窮大是一個記號,表明一個函式 如例題是x趨於0 的變化趨勢,但函式極限是不存在.分數函式...