กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 14 นาที

เดลต้าโครเนกเกอร์

ในทางคณิตศาสตร์เดลต้าโครเนกเกอร์ (ตั้งชื่อตามเลโอโปลด์ โครเนกเกอร์ ) คือฟังก์ชันของตัวแปร สองตัว ซึ่งโดยปกติจะ เป็นจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบฟังก์ชันจะมีค่าเป็น 1...

เดลต้าโครเนกเกอร์

ในทางคณิตศาสตร์เดลต้าโครเนกเกอร์ (ตั้งชื่อตามเลโอโปลด์ โครเนกเกอร์ ) คือฟังก์ชันของตัวแปร สองตัว ซึ่งโดยปกติจะ เป็นจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบฟังก์ชันจะมีค่าเป็น 1 ถ้าตัวแปรทั้งสองเท่ากัน และมีค่าเป็น 0 ถ้าตัวแปรทั้งสองไม่เท่ากัน หรือโดยใช้วงเล็บไอเวอร์สัน : ตัวอย่างเช่นเพราะใน ขณะที่เพราะ

เดลต้าโครเนกเกอร์ปรากฏขึ้นตามธรรมชาติในหลายสาขาของคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ วิศวกรรมศาสตร์ และวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ โดยเป็นวิธีการแสดงคำจำกัดความข้างต้นอย่างกระชับ เดลต้าโครเนกเกอร์เวอร์ชันทั่วไปพบการประยุกต์ใช้ในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์และแคลคูลัสเทนเซอร์สมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกำหนดทฤษฎีเกจและแบบจำลองสนามโทโพโลยี[ 1 ]

ในพีชคณิตเชิงเส้นเมทริกซ์เอกลักษณ์จะมีสมาชิกเท่ากับเดลต้าโครเนกเกอร์ โดยที่และมีค่าเป็นและผลคูณภายในของเวกเตอร์สามารถเขียนได้ดังนี้ โดย ที่เวกเตอร์ยุคลิดถูกกำหนดให้เป็นn -tuple ดังนี้และและขั้นตอนสุดท้ายได้มาจากการใช้ค่าของเดลต้าโครเนกเกอร์เพื่อลดผลรวมเหนือ

โดยทั่วไปแล้วiและjจะถูกจำกัดให้อยู่ในเซตที่มีรูปแบบ{1, 2, ..., n }หรือ{0, 1, ..., n − 1}แต่เดลต้าโครเนกเกอร์สามารถกำหนดได้บนเซตใดๆ ก็ได้

คุณสมบัติ

สมการต่อไปนี้เป็นจริง: ดังนั้น เมทริกซ์δจึงถือได้ว่าเป็นเมทริกซ์เอกลักษณ์

รูปแบบการแสดงผลที่มีประโยชน์อีกรูปแบบหนึ่งคือรูปแบบต่อไปนี้: ซึ่งสามารถหาได้โดยใช้สูตรสำหรับอนุกรม เรขาคณิต

สัญญลักษณ์ทางเลือก

การใช้วงเล็บไอเวอร์สัน :

โดยทั่วไปจะใช้สัญกรณ์ที่มีอาร์กิวเมนต์เดียวซึ่งเทียบเท่ากับการตั้งค่า:

ในพีชคณิตเชิงเส้นสามารถคิดได้ว่าเป็นเทนเซอร์และเขียนว่าบางครั้งเดลต้าโครเนกเกอร์เรียกว่าเทนเซอร์ทดแทน[ 2 ]

การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล

ฟังก์ชันตัวอย่างหน่วย

ในการศึกษาการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) ฟังก์ชันเดลต้าโครเนกเกอร์บางครั้งหมายถึงฟังก์ชันตัวอย่างหน่วยซึ่งแสดงถึงกรณีพิเศษของฟังก์ชันเดลต้าโครเนกเกอร์ 2 มิติโดยที่ดัชนีโครเนกเกอร์รวมถึงเลขศูนย์ และดัชนีตัวใดตัวหนึ่งเป็นศูนย์:

หรือโดยทั่วไปแล้วในกรณีที่:

สำหรับสัญญาณเวลาไม่ต่อเนื่อง ตามธรรมเนียมแล้วจะใช้ดัชนีจำนวนเต็มตัวเดียวในวงเล็บเหลี่ยม ในทางตรงกันข้าม เดลต้าโครเนกเกอร์สามารถมีดัชนีได้หลายตัว ใน ทฤษฎี ระบบ LTIฟังก์ชันตัวอย่างหน่วยไม่ต่อเนื่องมักใช้เป็นอินพุตของระบบเวลาไม่ต่อเนื่องเพื่อกำหนด ฟังก์ชัน การตอบสนองแบบอิมพัลส์ของระบบ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของระบบสำหรับอินพุตทั่วไปใดๆ ในทางตรงกันข้าม วัตถุประสงค์ทั่วไปของฟังก์ชันเดลต้าโครเนกเกอร์คือการกรองเทอมจากแบบแผนการรวมผลบวกของไอน์สไตน์

ฟังก์ชันการสุ่มตัวอย่างหน่วยแบบไม่ต่อเนื่องนั้น สามารถนิยามได้อย่างง่ายๆ ดังนี้:

ในทางเปรียบเทียบ ในระบบเวลาต่อเนื่องฟังก์ชันเดลต้าของ Diracมักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นทั้งฟังก์ชันเดลต้าของ Kronecker และฟังก์ชันตัวอย่างหน่วย ฟังก์ชันเดลต้าของ Dirac นิยามได้ดังนี้:

ต่างจากฟังก์ชันเดลต้าของโครเนกเกอร์และฟังก์ชันตัวอย่างหน่วย ฟังก์ชันเดลต้าของดิแรกไม่มีดัชนีเป็นจำนวนเต็ม แต่มีค่าต่อเนื่องที่ไม่ใช่จำนวนเต็มเพียงค่าเดียวคือ t

ในระบบเวลาต่อเนื่อง คำว่า " ฟังก์ชันอิมพัลส์หน่วย " ใช้เพื่ออ้างถึงฟังก์ชันเดลต้าของ Dirac หรือในระบบเวลาไม่ต่อเนื่อง ใช้เพื่ออ้างถึงฟังก์ชันเดลต้าของKronecker

คุณสมบัติที่โดดเด่น

เดลต้าโครเนกเกอร์มีคุณสมบัติที่เรียกว่า คุณสมบัติ การกรองสำหรับ: และหากจำนวนเต็มถูกมองว่าเป็นปริภูมิการวัดซึ่งมีมาตรวัดการนับแล้วคุณสมบัตินี้จะตรงกับคุณสมบัติที่กำหนดของฟังก์ชันเดลต้าของดิแรก และในความเป็นจริง เดลต้าของดิแรกได้รับการตั้งชื่อตามเดลต้าโครเนกเกอร์เนื่องจากคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกันนี้[ 3 ] ในการประมวลผลสัญญาณ บริบท (เวลาแบบไม่ต่อเนื่องหรือแบบต่อเนื่อง) มักจะเป็นตัวแยกแยะ "ฟังก์ชัน" โครเนกเกอร์และดิแรก และตามธรรมเนียม โดยทั่วไปจะบ่งชี้ถึงเวลาแบบต่อเนื่อง (ดิแรก) ในขณะที่อาร์กิวเมนต์เช่น, , , , , และมักจะสงวนไว้สำหรับเวลาแบบไม่ต่อเนื่อง (โครเนกเกอร์) การปฏิบัติทั่วไปอีกอย่างหนึ่งคือการแสดงลำดับแบบไม่ต่อเนื่องด้วยวงเล็บเหลี่ยม ดังนั้น: เดลต้าโครเนกเกอร์ไม่ใช่ผลลัพธ์ของการสุ่มตัวอย่างฟังก์ชันเดลต้าของดิแรกโดยตรง

เดลต้าโครเนกเกอร์สร้างองค์ประกอบเอกลักษณ์ การคูณ ของพีชคณิตเหตุการณ์[ 4 ]

เดลต้าโครเนกเกอร์เป็นฟังก์ชัน เรียกซ้ำพื้นฐาน

ความสัมพันธ์กับฟังก์ชันเดลต้าของ Dirac

ในทฤษฎีความน่าจะเป็นและสถิติฟังก์ชันเดลต้าโครเนกเกอร์และ เดลต้าดิแรก สามารถใช้แทนการแจกแจงแบบไม่ต่อเนื่องได้ ทั้งคู่ ถ้าขอบเขตของการแจกแจงประกอบด้วยจุดโดยมีความน่าจะเป็นที่สอดคล้องกันแล้วฟังก์ชันมวลความน่าจะเป็นของการแจกแจงบนสามารถเขียนได้โดยใช้เดลต้าโครเนกเกอร์ดังนี้

ในทำนองเดียวกันฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็น ของการแจกแจงสามารถเขียนได้โดยใช้ฟังก์ชันเดลต้าของดิแรกดังนี้

ภายใต้เงื่อนไขบางประการ เดลต้าโครเนกเกอร์สามารถเกิดขึ้นได้จากการสุ่มตัวอย่างฟังก์ชันเดลต้าของดิแรก ตัวอย่างเช่น หากพัลส์เดลต้าของดิแรกเกิดขึ้นอย่างแม่นยำที่จุดสุ่มตัวอย่างและถูกกรองความถี่ต่ำอย่างสมบูรณ์แบบ (โดยมีจุดตัดที่ความถี่วิกฤต) ตามทฤษฎีบทการสุ่มตัวอย่างของไนควิสต์-แชนนอนสัญญาณเวลาไม่ต่อเนื่องที่ได้จะเป็นฟังก์ชันเดลต้าโครเนกเกอร์

การสรุปโดยทั่วไป

หากพิจารณาว่าเป็นเทนเซอร์ ประเภทหนึ่ง เทนเซอร์โครเนกเกอร์สามารถเขียนได้โดยใช้ดัชนีโคแวเรียนต์และดัชนีคอนทราแวเรียนต์ :

เทนเซอร์นี้แสดงถึง:

เดอะเดลต้าโครเนกเกอร์แบบทั่วไปหรือเดลต้าโครเนกเกอร์แบบหลายดัชนีอันดับเป็นเทนเซอร์ประเภทหนึ่งที่มีสมมาตรผกผันในดัชนีบน และในดัชนีล่าง

มีการใช้ คำจำกัดความสองแบบที่แตกต่างกันด้วยปัจจัยด้านล่างนี้ เวอร์ชันที่นำเสนอจะมีส่วนประกอบที่ไม่เป็นศูนย์ซึ่งปรับขนาดเป็นเวอร์ชันที่สองมีส่วนประกอบที่ไม่เป็นศูนย์ซึ่งเป็นซึ่งส่งผลให้ปัจจัยการปรับขนาดในสูตรเปลี่ยนแปลงไป เช่น ปัจจัยการปรับขนาดของใน§ คุณสมบัติของเดลต้าโครเนกเกอร์ทั่วไปด้านล่างหายไป[ 5 ]

นิยามของเดลต้าโครเนกเกอร์แบบทั่วไป

ในแง่ของดัชนี เดลต้าโครเนกเกอร์ทั่วไปถูกกำหนดดังนี้: [ 6 ] [ 7 ]

ให้เป็นกลุ่มสมมาตร ที่มีดีกรี n แล้ว:

การใช้การต่อต้านสมมาตร :

ในแง่ของตัวกำหนด : [ 8 ]

โดยใช้การขยายลาปลาส ( สูตรของลาปลาส ) ของดีเทอร์มิแนนต์ อาจกำหนดแบบเวียนซ้ำได้ดังนี้ : [ 9 ] โดยที่ caron, , บ่งชี้ถึงดัชนีที่ถูกละเว้นจากลำดับ

เมื่อ(มิติของปริภูมิเวกเตอร์) ในแง่ของสัญลักษณ์ Levi-Civita : โดยทั่วไปแล้ว สำหรับ โดยใช้หลักการบวกแบบไอน์สไตน์ :

การหดตัวของเดลต้าโครเนกเกอร์ทั่วไป

การหดตัวของ Kronecker Delta ขึ้นอยู่กับมิติของปริภูมิ ตัวอย่างเช่น โดยที่dคือมิติของปริภูมิ จากความสัมพันธ์นี้จะได้เดลต้าที่หดตัวอย่างสมบูรณ์ดังนี้ การวางนัยทั่วไปของสูตรข้างต้นคือ

คุณสมบัติของเดลต้าโครเนกเกอร์แบบทั่วไป

สามารถใช้เดลต้าโครเนกเกอร์แบบทั่วไปสำหรับการต่อต้านสมมาตรได้ :

จากสมการข้างต้นและคุณสมบัติของเทนเซอร์แบบแอนติสมมาตรเราสามารถอนุมานคุณสมบัติของเดลต้าโครเนกเกอร์แบบทั่วไปได้ ซึ่งเป็นเวอร์ชันทั่วไปของสูตรที่เขียนไว้ในหัวข้อ § คุณสมบัติสูตรสุดท้ายนี้เทียบเท่ากับสูตรโคชี-บิเนต์

การลดลำดับโดยการรวมดัชนีอาจแสดงด้วยเอกลักษณ์[ 10 ]

โดยใช้ทั้งกฎการรวมสำหรับกรณีและความสัมพันธ์กับสัญลักษณ์ Levi-Civita กฎการรวมของสัญลักษณ์ Levi-Civitaจึงได้มา: เวอร์ชัน 4 มิติของความสัมพันธ์สุดท้ายปรากฏในแนวทางสปินเนอร์ของ Penrose สำหรับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป[ 11 ]ซึ่งต่อมาเขาได้ขยายความในขณะที่เขากำลังพัฒนาไดอะแกรมของ Aitken [ 12 ]เพื่อให้กลายเป็นส่วนหนึ่งของเทคนิคสัญกรณ์กราฟิกของPenrose [ 13 ] นอกจากนี้ ความสัมพันธ์นี้ยังถูกใช้อย่างกว้างขวางใน ทฤษฎี S-dualityโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเขียนในภาษาของรูปแบบเชิงอนุพันธ์และHodge duals

การแสดงผลแบบอินทิกรัล

สำหรับจำนวนเต็มใดๆและค่าเดลต้าของโครเนกเกอร์สามารถเขียนได้ในรูปอินทิกรัลเส้น โค้งเชิงซ้อนโดยใช้การคำนวณ เศษเหลือมาตรฐาน อินทิ กรัลนี้คำนวณบนวงกลมหน่วยในระนาบเชิงซ้อนซึ่งมีทิศทางทวนเข็มนาฬิกา การแสดงอินทิกรัลที่เทียบเท่ากันเกิดขึ้นได้โดยการกำหนดพารามิเตอร์เส้นโค้งด้วยมุมรอบจุดกำเนิด

หวีโครเนกเกอร์

ฟังก์ชันหวีโครเนกเกอร์ที่มีคาบ N ถูกกำหนด (โดยใช้ สัญกรณ์ DSP ) ดังนี้: โดยที่, และเป็นจำนวนเต็ม ดังนั้น หวีโครเนกเกอร์จึงประกอบด้วยอนุกรมอนันต์ของอิมพัลส์หน่วยที่ ห่างกัน Nหน่วย โดยเรียงตัวกันเพื่อให้หนึ่งในอิมพัลส์เกิดขึ้นที่ศูนย์ อาจถือได้ว่าเป็นอนาล็อกแบบไม่ต่อเนื่องของหวีดิแรก

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kronecker_delta&oldid=1356712493 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เดลต้าโครเนกเกอร์

ในทางคณิตศาสตร์เดลต้าโครเนกเกอร์ (ตั้งชื่อตามเลโอโปลด์ โครเนกเกอร์ ) คือฟังก์ชันของตัวแปร สองตัว ซึ่งโดยปกติจะ เป็นจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบฟังก์ชันจะมีค่าเป็น 1...

คุณสมบัติ

สมการต่อไปนี้เป็นจริง: ดังนั้น เมทริกซ์ δ จึงถือได้ว่าเป็นเมทริกซ์เอกลักษณ์ ∑ เจ δ ฉัน เจ เอ เจ = เอ ฉัน , ∑ ฉัน เอ ฉัน δ ฉัน เจ = เอ เจ , ∑ เค δ ฉัน เค δ เค เจ = δ ฉัน เจ .

สัญญลักษณ์ทางเลือก

การใช้ วงเล็บไอเวอร์สัน : δ ฉัน เจ = [ ฉัน = เจ ] . {\displaystyle \delta _{ij}=[i=j].}

การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล

ในการศึกษา การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) ฟังก์ชันเดลต้าโครเนกเกอร์บางครั้งหมายถึงฟังก์ชันตัวอย่างหน่วยซึ่งแสดงถึงกรณีพิเศษของฟังก์ชันเดลต้าโครเนกเกอร์ 2 มิติโดยที่ดัชนีโครเนกเกอร์รวมถึงเลขศูนย์ และดัชนีตัวใดตัวหนึ่งเป็นศูนย์: δ [ n ] {\displaystyle \delta...