Delta 與 Fourier
寫著寫著突然覺得不對勁, 近日忙...等哪天有空了再想想辦法看能不能讓這幾個概念自洽
如果有dalao知道如何證明 的話還望賜教.
如果ω和t都是離散的, 就可以推導出來, 這個和固體物理中晶格震動的簡正坐標的處理思路是一致的, 固體物理裡面那個一維晶格進行的幺正變換得到簡正坐標的過程初學看起來像是個傅里葉級數展開, 現在看來好像又不是這麼回事了, 因為傅里葉級數展開作用的函數是連續函數.
我就總覺得傅立葉展開介於之間會不會是晶格震動這種情況取了一個長波極限,等有空了就準備從這方面入手推導一下 .
Part.I - δ函數[1]的數學表達式
傅里葉變換:
傅里葉積分:
將變換式代入積分式:
這種選擇性實際上就是是δ函數的定義, 所以我們可以說:
Part.II - 離散的δ函數:Kronecker delta[2]
克羅內克符號的定義:
我們將證明他的表達式為
離散形式 的取值也是離散的[3]:
當 其中 時:
當 其中 時[4]:
綜上所述在 或者說 時[5]:
Part.III - Kronecker delta與傅里葉展開[6]
周期函數的傅里葉變換: ------[1]
周期函數的傅里葉展開: -------------[2]
仿照Part. I
莫非... 真的成立?
分 與 兩種情況, 前者不難看出發散了,是無窮個 相加.
至於這種情況:
兩邊對 求導試試:
無解, 評論區有提到兩次運用分部積分, 試了一下:
可以計算 或
前者沒什麼意義, 又變回去了:
至於後者:
這說明
...I dont really...eh?
其實從[2]出發通過正交性會很容易推導出[1]:
由於 是一組完備正交函數所以有:
也就是得到了[1], 但這裡只說明有 是一個平凡的結論.
能不能得到 呢?
參考
- ^一般指Dirac delta function
- ^也稱作克羅內克符號
- ^但通過增大 N 可以提高 t 的精細程度以達到准連續.
- ^也就是差了周期整數倍時
- ^也就是一個周期之內
- ^傅里葉級數展開就是離散的傅里葉變換
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