กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ฟังก์ชันที่สามารถหาปริพันธ์กำลังสองได้

ในทางคณิตศาสตร์ฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้หรือเรียกอีกอย่างว่าฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้หรือฟังก์ชันที่หาผลรวมกำลังสองได้คือฟังก์ชันที่วัดได้ ซึ่งมีค่า

ฟังก์ชันที่สามารถหาปริพันธ์กำลังสองได้

ในทางคณิตศาสตร์ฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้หรือเรียกอีกอย่างว่าฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้หรือฟังก์ชันที่หาผลรวมกำลังสองได้[ 1 ]คือฟังก์ชันที่วัดได้ ซึ่งมีค่า จริงหรือจำนวนเชิงซ้อนซึ่งปริพันธ์ของกำลังสองของค่าสัมบูรณ์มีค่าจำกัด ดังนั้น การหาปริพันธ์กำลังสองได้บนเส้นจำนวนจริงจึงถูกกำหนดดังนี้

อาจกล่าวได้ว่าการอินทิเกรตกำลังสองเหนือช่วงเวลาที่มีขอบเขตเช่นสำหรับ[ 2 ]

นิยามที่เทียบเท่ากันคือ การกล่าวว่ากำลังสองของฟังก์ชันนั้นเอง (แทนที่จะเป็นค่าสัมบูรณ์ของมัน) สามารถหาปริพันธ์แบบเลเบสได้เพื่อให้เป็นเช่นนั้น ปริพันธ์ของส่วนบวกและส่วนลบของส่วนจริงจะต้องมีค่าจำกัด เช่นเดียวกับปริพันธ์ของส่วนจินตนาการ

ปริภูมิเวกเตอร์ของ (ชั้นสมมูลของ) ฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้ (เทียบกับมาตรวัดเลเบส ) ก่อให้เกิดปริภูมิที่มี ในบรรดาปริภูมิทั้งหมด ชั้นของฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้นั้นมีความพิเศษตรงที่เข้ากันได้กับผลคูณภายในซึ่งทำให้สามารถกำหนดแนวคิดต่างๆ เช่น มุมและความเป็นตั้งฉากได้ พร้อมกับผลคูณภายในนี้ ฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้ก่อให้เกิดปริภูมิฮิลเบิร์ต เนื่องจาก ปริภูมิทั้งหมดสมบูรณ์ ภายใต้บรรทัดฐาน ของ แต่ละปริภูมิ

โดยทั่วไป คำนี้มักไม่ได้หมายถึงฟังก์ชันเฉพาะเจาะจง แต่หมายถึงกลุ่มฟังก์ชันที่เท่ากันเกือบทุกที่

คุณสมบัติ

ฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้ (ในความหมายที่กล่าวถึง ซึ่ง "ฟังก์ชัน" ในที่นี้หมายถึงชั้นสมมูลของฟังก์ชันที่เท่ากันเกือบทุกที่) ก่อให้เกิดปริภูมิผลคูณภายในที่มีผลคูณภายในกำหนดโดย โดย ที่

  • และเป็นฟังก์ชันที่สามารถหาปริพันธ์กำลังสองได้
  • คือคอนจูเกตเชิงซ้อนของ
  • คือเซตที่ทำการอินทิเกรต—ในนิยามแรก (ที่กล่าวไว้ในบทนำข้างต้น) คือ ส่วนใน นิยามที่สองคือ

เนื่องจากความสามารถในการหาปริพันธ์กำลังสองนั้นเหมือนกับการกล่าวว่า

สามารถแสดงได้ว่าฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้นั้นก่อให้เกิดปริภูมิเมตริกสมบูรณ์ภายใต้เมตริกที่กำหนดโดยผลคูณภายในที่นิยามไว้ข้างต้น ปริภูมิเมตริกสมบูรณ์เรียกอีกอย่างว่าปริภูมิโคชีเพราะลำดับในปริภูมิเมตริกดังกล่าวจะลู่เข้าก็ต่อเมื่อเป็นลำดับโคชี เท่านั้น ปริภูมิที่สมบูรณ์ภายใต้เมตริกที่กำหนดโดยนอร์มเรียกว่าปริภูมิบานาคดังนั้น ปริภูมิของฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้จึงเป็นปริภูมิบานาคภายใต้เมตริกที่กำหนดโดยนอร์ม ซึ่งในทางกลับกันก็ถูกกำหนดโดยผลคูณภายใน เนื่องจากเรามีคุณสมบัติเพิ่มเติมของผลคูณภายใน นี่จึงเป็นปริภูมิฮิลเบิร์ต โดยเฉพาะ เพราะปริภูมินี้สมบูรณ์ภายใต้เมตริกที่กำหนดโดยผลคูณภายใน

ปริภูมิผลคูณภายในนี้โดยทั่วไปจะใช้สัญลักษณ์และมักย่อเป็น โปรดทราบว่าหมายถึงเซตของฟังก์ชันที่สามารถหาปริพันธ์กำลังสองได้ แต่สัญลักษณ์นี้ไม่ได้ระบุการเลือกเมตริก นอร์ม หรือผลคูณภายในใดๆ เซต พร้อมกับผลคูณภายในที่เฉพาะเจาะจงจะระบุปริภูมิผลคูณภายใน

ปริภูมิของฟังก์ชันที่สามารถหาปริพันธ์กำลังสองได้ คือปริภูมิซึ่ง

ตัวอย่าง

ฟังก์ชันที่กำหนดบนนั้นอยู่ในสำหรับแต่ไม่ใช่สำหรับ[ 1 ] ฟังก์ชันที่กำหนดบนนั้นสามารถหาปริพันธ์กำลังสองได้[ 3 ]

ฟังก์ชันที่มีขอบเขตซึ่งกำหนดไว้บนนั้นสามารถหาปริพันธ์กำลังสองได้ ฟังก์ชันเหล่านี้ยังอยู่ในสำหรับค่าใดๆ ของ[ 3 ]

ตัวอย่างที่ไม่ใช่

ฟังก์ชันที่กำหนดโดยที่ค่าที่นั้นเป็นค่าใดๆ ก็ได้ นอกจากนี้ ฟังก์ชันนี้ไม่ได้อยู่ในค่าใดๆ ของใน[ 3 ]

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Square-integrable_function&oldid=1328256312 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ฟังก์ชันที่สามารถหาปริพันธ์กำลังสองได้

ในทางคณิตศาสตร์ฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้หรือเรียกอีกอย่างว่าฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้หรือฟังก์ชันที่หาผลรวมกำลังสองได้คือฟังก์ชันที่วัดได้ ซึ่งมีค่า

คุณสมบัติ

ฟังก์ชันที่หาปริพันธ์กำลังสองได้ (ในความหมายที่กล่าวถึง ซึ่ง "ฟังก์ชัน" ในที่นี้หมายถึง ชั้นสมมูล ของฟังก์ชันที่เท่ากันเกือบทุกที่) ก่อให้เกิด ปริภูมิผลคูณภายใน ที่ มีผลคูณภายใน กำหนดโดย โดย ที่ ⟨ เอฟ , จี ⟩ = ∫ เอ เอฟ ( x ) ¯ จี ( x ) ง x , {\displaystyle...

ตัวอย่าง

ฟังก์ชันที่กำหนดบนนั้นอยู่ในสำหรับแต่ไม่ใช่สำหรับ [ 1 ] ฟังก์ชันที่กำหนดบนนั้นสามารถหาปริพันธ์กำลังสองได้ [ 3 ] 1 x n , {\displaystyle {\tfrac {1}{x^{n}}},} ( 0 , 1 ) , {\displaystyle (0,1),} แอล 2 {\displaystyle L^{2}} n < 1 2 {\displaystyle n<{\tfrac...

ตัวอย่างที่ไม่ใช่

ฟังก์ชันที่กำหนดโดยที่ค่าที่นั้นเป็นค่าใดๆ ก็ได้ นอกจากนี้ ฟังก์ชันนี้ไม่ได้อยู่ในค่าใดๆ ของใน [ 3 ] 1 x , {\displaystyle {\tfrac {1}{x}},} [ 0 , 1 ] , {\displaystyle [0,1],} 0 {\displaystyle 0} แอล พี {\displaystyle L^{p}} พี {\displaystyle p} [ 1 , ∞ ) .