關於狄拉克函式的疑問狄拉克函式

2021-03-06 23:39:49 字數 5395 閱讀 1207

1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」。

2樓:匿名使用者

關於狄拉克δ函式的疑問:

δ(x)= ∞ x = 0 時δ(x)= 0 x ≠ 0 時且∫ (x:-∞-> ∞ ) δ(x)dx = 1它的定義域是r。這個函式確實很怪,在0點處值無窮大,但"總強度"卻等於1。

所以工程上也叫單位脈衝函式。自然界也確實存在與δ函式特徵相類似的現象:1,一道極強的閃電,瞬間電壓幾乎是無窮大(∞ ),離開這一刻就消失了(0),但是總強度是有限的(積分是有限值)。

這類現象經科學家一抽象,就引出了狄拉克δ函式。2,另外的一個例子:如材料力學中常見的集中載荷問題,集中載荷被認為是作用在一個點上的,一個點上作用一個力那麼壓強幾乎為無窮大,可力是有限的,總強度是有限的,這又是一個與δ函式有關的問題。

如果用微分方程解彈性樑的變形曲線,那麼集中載荷可表成:pδ(x-x1),它的意思是在樑x1點處作用一個集中載荷p:其總強度 ∫ (x:

-∞-> ∞ ) pδ(x-x0)dx = p。 數學家研究出有關δ函式的運算方法,使得許多問題迎刃而解!在自動控制系統中,給系統輸入δ(t)函式,那麼系統的響應叫作脈衝響應函式h(t),有了

h(t)系統對任意輸入x(t)的響應y(t)等於h(t)與x(t)的卷積:y(t) = h(t)*x(t)。δ(x)因與常規函式不同列為廣義函式,專門研究其理論,方法和應用。

狄拉克δ函式

3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

4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

5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。

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。

關於狄拉克函式δ(t).

7樓:匿名使用者

鄭君裡的訊號與系統第二章還是第三章來著,就有證明。不過我並不是特理解他的證明,所以不打出來了,lz自己去看看吧

8樓:匿名使用者

這個函式是一種脈衝函式

我懷疑你是不是寫錯了,應該是:

δ(t)=lim sin(kt)/x*π (k->正無窮)

9樓:匿名使用者

δ(t)=lim sin(kt)/x*π

狄拉克函式的一個表示式的問題

10樓:風灬漠

^這個問題涉及到baiδ函式自身du的性質和傅立葉變換zhi的東西了,傅立葉變換是

dao:f(ω)=(花體版)f(f(t))=∫(-∞,∞)f(t)e^-iωtdt,傅立權葉逆變換:f(t)=1/2π*∫(-∞,∞)f(ω)e^iωtdω,這樣的話一個函式(有限制)就可以通過傅立葉變換表示成另一種形式,δ函式的一個性質就是∫(-∞,∞)δ(x-a)f(x)dx=f(a),利用這一點加上傅立葉變換,有δ(x)的傅立葉變換是1,那麼由逆變換就有δ(t)=1/2π∫(-∞,∞)e^iωtdω了,寫法有差別,但是意義是一樣的

狄拉克函式的分母為零,狄拉克函式

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 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...

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...

拉氏變換求傳遞函式,大神求救,傳遞函式的拉氏反變換是什麼響應

我倒是不bai理解你怎麼就du是算不出來 你看看我的過zhi程,自己對照一下哪dao裡錯了。系 內統輸出c t 已知,取t 0,c 0 0滿足零初始容條件,直接運用拉式變換及其線性性質,可得 1 1 s,e 2t 1 s 2 e 8t 1 s 8 化簡可得g s c s 16 s s 2 s 8 實...