第二百四十四章 柯西主值(微積分)(第1/1頁)
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柯西之旅,數學家中一說到柯西,就有一種枯燥的感覺鋪面而來。
總以為柯西喜歡去規定一些東西,以嚴謹著稱。
其實這對柯西很冤枉,因為柯西其實恰恰是一個喜歡有各種創造的人。
他可以在數學中很多不同的方面做出各種各樣讓人意想不到的事情,這樣的數學家正是一個讓人興奮的數學家。
因為他有華麗的思維,這是最吸引人的一面。
柯西最近就開始考慮,如何對一些不正常的函式進行積分了。
一般的積分的函式,往往都是連續可導的情況,對於不連續的函式,理所應當被歸類到不可以積分的那個範圍。
而柯西認為,不連續一些函式也是可以求面積,甚至是體積的。
在寫法上直接那樣寫就行,倒也順當,但是會看起來不合法,但是真的不合法嗎?
這個從直覺上可以感知出來。
比如想函式y=1\/x*x這樣的函式,在x=0是發散的。
柯西使勁看著這個函式,心中中感覺,它下包圍的面積大小是可以知道的,因為這是收斂的,不是發散的。
如果在數值上是收斂的,那不就可以去認為面積不是無窮大了嗎?那不就是有特定面積的?
所以,要按照微積分的基本方法去求,是不是具備一定的合理性去直接求積分,那就需要在零點處看看能不能找到一種意義,規範好了,就直接去求積分。
求積分容易,關鍵是需要給他找到一個合理性,這個合理性是什麼?
就是連續性大致存在,而在無窮大點處也有連續不斷接近的性質。
只要這樣,就可以求積分。
存在的合法性,就是可以不斷的接近,這種不斷的接近就是一種連續性,妙哉!
在求無窮大區間的積分的時候,只需要讓其變成定積分的形式,先求出積分的式子,之後讓取點積分割槽間那個值成為一種接近無限的值。
還可以在無窮大的點哪裡,取左右分開求積分那種形式,在無窮大點處也帶入定值,讓最後的那個積分公式取無窮來計算即可。
這種值就是柯西主值。
柯西主值是在微積分中,實數線上的某類瑕積分,為紀念柯西而得此名。
瑕積分(improper integral)是高等數學中微積分的一種,是被積函式帶有瑕點的廣義積分。
在物理學中有Kramers–Kronig定理,就是說響應和耗散分別是一個函式的實部和虛部,他們之間由一個柯西主值積分相聯絡。
實驗上一般測量響應或者耗散的其中一個,然後按Kramers–Kronig定理積分取柯西主值就可以得到另一個。
這裡的積分是不能收斂的,如果不取柯西主值,物理學家就無法進行下一步。