Kronecker-delta

Ez a szócikk nem tünteti fel a független forrásokat, amelyeket felhasználtak a készítése során. Emiatt nem tudjuk közvetlenül ellenőrizni, hogy a szócikkben szereplő állítások helytállóak-e. Segíts megbízható forrásokat találni az állításokhoz! Lásd még: A Wikipédia nem az első közlés helye. (2022 szeptemberéből)

A Kronecker-delta (másként Kronecker-szimbólum vagy diszkrét Dirac-delta) matematikai kétváltozós, általában egész számok függvénye, s amelynek értéke 1, ha a két szám egyenlő, minden más esetben 0. Így például δ 12 = 0 {\displaystyle \delta _{12}=0} , de δ 33 = 1 {\displaystyle \delta _{33}=1} . Jelölése δij, és inkább jelölési rövidítésnek, mint függvénynek tekintik. A függvényt Leopold Kronecker (1823–1891) német matematikusról nevezték el.

δ i j = { 1 , ha  i = j 0 , ha  i j {\displaystyle \delta _{ij}=\left\{{\begin{matrix}1,&{\mbox{ha }}i=j\\0,&{\mbox{ha }}i\neq j\end{matrix}}\right.}

Más jelölések

Az Iverson-féle zárójeles jelölés használatával:

δ i j = [ i = j ] {\displaystyle \delta _{ij}=[i=j]\,}

Gyakran a δ i {\displaystyle \delta _{i}} jelölést használják:

δ i = { 1 , ha  i = 0 0 , ha  i 0 {\displaystyle \delta _{i}=\left\{{\begin{matrix}1,&{\mbox{ha }}i=0\\0,&{\mbox{ha }}i\neq 0\end{matrix}}\right.}

A lineáris algebrában tenzornak tekintik és így írják: δ j i {\displaystyle \delta _{j}^{i}} .

Digitális jelfeldolgozás

Ugyanez a gondolat a digitális jelfeldolgozásban is megjelenik, és egy egész számokon értelmezett függvényként reprezentálják:

δ ( n ) = { 1 , n = 0 0 , n 0 {\displaystyle \delta (n)={\begin{cases}1,&n=0\\0,&n\neq 0\end{cases}}}

Ezt a függvényt impulzusfüggvénynek vagy egységimpulzusnak nevezik. Ha a jelfeldolgozás egy elemét éri, akkor az outputot az adott elem impulzusválaszának hívják.

Tulajdonságok

  • j Z {\displaystyle j\in \mathbb {Z} } :
i = δ i j a i = a j . {\displaystyle \sum _{i=-\infty }^{\infty }\delta _{ij}a_{i}=a_{j}.}
  • Ha az egészeket mértéktérnek tekintjük, és ellátjuk a számlálómértékkel, ekkor ez a tulajdonság megegyezik a Dirac-deltát definiáló tulajdonsággal:
δ ( x y ) f ( x ) d x = f ( y ) , {\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }\delta (x-y)f(x)dx=f(y),}

A Dirac-deltát a Kronecker-delta analógiájára nevezték el. A jelfeldolgozásban aszerint tesznek köztük különbséget, hogy az idő folytonos-e, vagy diszkrét. Megállapodás szerint δ ( t ) {\displaystyle \delta (t)\,} folytonos időt jelöl (Dirac), és az olyan argumentumok, mint i, j, k, l, m, és n a diszkrét idő számára vannak fenntartva (Kronecker). Egy másik elterjedt gyakorlat szerint a diszkrét sorozatokat szögletes zárójellel jelölik, így:   δ [ n ] {\displaystyle \delta [n]\,} .

A Kronecker-delta a matematika több területén is felbukkan.

Lineáris algebra

A lineáris algebrában az identitásmátrix felírható δ i j {\displaystyle \delta _{ij}\,} alakjában.

Ha a Kronecker-deltát tenzornak tekintjük, akkor így írható fel:

δ j i {\displaystyle \delta _{j}^{i}}

ahol i kovariáns, és j kontravariáns index.

Ez az (1,1) tenzor reprezentálja:

  • az identitást, mint lineáris leképezést
  • a nyomot
  • a V V K {\displaystyle V^{*}\otimes V\to K} skaláris szorzatot
  • a K V V {\displaystyle K\to V^{*}\otimes V} leképezést, ami a skaláris szorzatot a külső szorzatok összegeként reprezentálja.

A Kronecker-delta kiterjesztései

Több dimenzióban hasonlóan definiálhatunk egy többváltozós függvényt:

δ i 1 i 2 i n j 1 j 2 j n = k = 1 n δ i k j k . {\displaystyle \delta _{i_{1}i_{2}\dots i_{n}}^{j_{1}j_{2}\dots j_{n}}=\prod _{k=1}^{n}\delta _{i_{k}j_{k}}.}

Ez a függvény akkor és csak akkor veszi fel az 1 értéket, ha a felső indexek megegyeznek az alsókkal, különben nulla.

Reprezentáció integrálokkal

A komplex függvénytanból ismert reziduumok felhasználásával a Kronecker-delta minden n {\displaystyle n} -re reprezentálható ezzel az integrállal:

δ x , n = 1 2 π i z x n 1 d z , {\displaystyle \delta _{x,n}={\frac {1}{2\pi i}}\oint z^{x-n-1}dz,}

ahol az integrálási út pozitív forgásirányban (az óramutató járásával ellentétes irányban) megkerüli a nullát.

Ez egy elforgatással a következő formában is írható:

δ x , n = 1 2 π 0 2 π e i ( x n ) ϕ d ϕ , {\displaystyle \delta _{x,n}={\frac {1}{2\pi }}\int _{0}^{2\pi }e^{i(x-n)\phi }d\phi ,}

Egyéb reprezentációi

A Kronecker-delta felírható két diszkrét Heaviside-függvény különbségeként az alábbi módon:

δ ( n ) = ϵ ( n ) ϵ ( n 1 ) {\displaystyle \delta (n)=\epsilon (n)-\epsilon (n-1)}

Források

Külső hivatkozások

Ez a matematikai tárgyú lap egyelőre csonk (erősen hiányos). Segíts te is, hogy igazi szócikk lehessen belőle!