Lämpötila-jakauma

Karkaistu jakelu on jatkuva lineaarinen muoto yli Schwartz tilaa . Tilaa karkaistu jakaumat on siis topologinen kaksi on By tiheys ja on , se on yksilöity vektori aliavaruus tilan kaikkien jakaumat  : ( oikea ) aliavaruus ja ulottuu jatkuvasti osingonjakoarvoa

Esimerkiksi jatkuvat rajoitetut funktiot , kuten vakiofunktio 1, määrittelevät karkaistut jakaumat sekä kaikki kompaktisti tuetut jakaumat , kuten Dirac-jakauma .

Lauhkean jakauman otti käyttöön Laurent Schwartz , mutta aluksi nimellä "pallomaiset jakaumat" , mikä selittää Schwartzin itse käyttämän S- kirjaimen .

Määritelmä

Karkaistu jakelu on jatkuva lineaarinen muodossa jatkuvuus on lineaarinen muoto on voidaan ilmaista kahden vastaavan tavalla:

Kaikki karkaistua jakelu on siis rajoitettu rajallinen, jotta jakelu ja tiheys on , jakelu T ulottuu (ainutlaatuinen) karkaistu jakelu jos ja vain jos se täyttää tällainen epätasa-arvon kaikille

Lämpötila- jakaumien karakterisointi  -  Lämpötila- jakaumat ovat täsmälleen muodon jakaumia :

missä on moni-indeksi , on luonnollinen kokonaisluku ja on jatkuva ja rajattu funktio , ja jossa johdannainen ymmärretään jakaumien muodossa .

"Tämä kuvaus [on] erittäin hyödyllinen käytännössä, mutta […] sen esittely [on] hieman hankala. "

Topologia

Tarjoamme heikon topologian - *  ; on sitten paikallisesti kupera tila (ja sen topologinen kaksoistunnus identifioidaan ). Tarkemmin sanottuna koko lomakkeen kokoelma

(missä ja )

on naapuruusperusta 0.

Konvergenssi on siis, kuten , yksinkertainen konvergenssi  : sanoa, että T : n suuntainen sekvenssi tarkoittaa, että minkä tahansa funktion suhteen meillä on

Esimerkkejä lauhkeista jakautumisista

Kompaktit tukiautomaatit

Kaikki kompaktin tuen omaavat jakelu karkaistaan ​​ja ruiskutetaan jatkuvasti

Lievät toimenpiteet

Mikä tahansa rajattu mittaus ja yleisemmin mikä tahansa Borelin mittaus μ ( signeerattu tai jopa kompleksinen  (en) ) ℝ N : llä edustaa jakaumaa T μ , joka määritetään lineaarisella injektiolla T  :

mihin tahansa toimintoon

Tämän jakauman karkaisemiseksi riittää, että mitta μ karkaistaan, eli se täyttää seuraavat vastaavat ehdot, jos positiivinen mitta | μ | on vaihtelu on μ  :

Esittely

Huomaa: tämä riittävä ehto ei ole välttämätön. Esimerkiksi funktiolla x , funktio x ↦ sin (e x ) on karkaistun mittan tiheys suhteessa Lebesgue-mittaukseen λ , joka siis määrittelee karkaistun jakauman, joten sen johdannainen x ↦ e x cos (e x ) määrittelee myös lauhkean jakauman, vaikka se kasvaa räjähdysmäisesti.

Säännölliset lauhkeat jakaumat

Kaikille paikallisesti integroitaville funktioille f edelliset näkökohdat koskevat mittausta tiheydellä μ = f λ .

Siksi jakautuma T f λ , jota kutsutaan säännölliseksi, karkaistaan ​​esimerkiksi, jos:

Tarkemmin sanottuna, L s (ℝ N ) on ruiskutetaan jatkuvasti

Lämpimät jakaumat tuella ℤ N: ssä

Edellä esitetystä sovelletaan myös kaikkiin toimenpidettä μ kanssa tukea ℤ N , kanonisesti liittyy sekvenssin monen indeksoitu = ( k ) k ∈ℤ N ja kompleksien suhteella k = μ ({ k }) . Liittyvä jakauma T μ , joka sitten kirjoitetaan Siksi karkaistaan ​​heti, kun sekvenssillä a on polynomikasvu.

Säännölliset jakelut

Jakelun yli sanotaan olevan jaksollista, jos missä merkitsee

Kohdassa ℝ N mahdollinen jaksollinen jakauma karkaistaan.

Yksinkertaisimpia esimerkkejä ovat Dirac-kampa Ш 1 - joka on sekä jaksollinen että tuettu ℤ: ssä - ja jaksolliset säännölliset jakaumat, ts. Liittyvät paikallisesti integroitaviin jaksollisiin toimintoihin .

Toiminnot lauhkeilla jakaumilla

Näytämme seuraavat:

Antaa on lauhkea jakauma on sitten

Lämpötila-jakaumien Fourier-muunnos

Määritelmä

Kutsumme Fourier vuonna transpoosin n Fourier-muunnos on . Panemme sen merkille uudelleen , toisin sanoen pyydämme

Huomaa: löydämme tavallisen Fourier-muunnoksen, jos T identifioituu funktion L 1 tai L 2 kanssa tai paikallisesti integroitavan jaksollisen funktion kanssa ( vrt. Yksityiskohtainen artikkeli ).

Fourier-inversio

Määritämme samalla tavalla operaattorin , joka siirtää sen päälle  :

Operaattoreiden ominaisuuksista johtopäätökset niiden siirtojen analogisista ominaisuuksista:

Fourier-inversio kaavaa  -  Fourier-muunnos on automorphism n vektorin avaruuden lauhkean jakaumia, joiden vastavuoroinen automorphism on jossa antipody operaattori on määritelty mitään jakelua S on par

Huomaa: tämä kaava riippuu Fourier-muunnokseen valitusta käytännöstä funktioiden tilassa. Se pätee Fourier-muunnokseen, joka ilmaistaan ​​taajuusavaruudessa, jonka määritelmä käyttää

Muut ominaisuudet

Fourier-muunnos perii sen ominaisuudet

Esimerkkejä jakaumien Fourier-muunnoksista

Kaavat riippuvat Fourier-muunnokseen valitusta sopimuksesta toimintojen tilassa. Ne ovat voimassa taajuusavaruudessa ilmaistulle Fourier-muunnokselle, jonka määritelmä käyttää

Tavalliset toiminnot

Olkoon T karkaistu jakauma funktioiden tapauksessa silloin käytetyt toiminnot ovat nyt kelvollisia ilman lisäoletuksia.

  • Johdanto: kaikesta ,
  • Kertominen polynomilla: kaikille ,
  • Käännös: kaikelle
  • Modulaatio: kaikkeen
Tavalliset muunnokset
  • Sinimuotoiset muutokset

  • Dirac-massojen muunnokset. Kaikelle ja kaikelle monihakemistolle

  • Polynomimuunnokset: mille tahansa monihakemistolle

Säännölliset jakelut

U- T- jaksollisen jakauman Fourier-muunnos on Diracsin summajakauma

toisin sanoen signaali, näytteistetty taajuudella , jonka näytteet antaa

testitoimintojen varmentamiseksi

Jakelujen kompakti tuki

Tässä osassa T: n oletetaan olevan kompakti tuki .

Fourier-muunnos

Todistamme, että kartta f on määritelty ℝ N : llä

on C-luokan ∞ , jossa siis (käyttäen jatkuvuus T suhteen osittain normien ja tiiviyden sen tuki), jossa polynomi kasvua. Sen vuoksi määrittelee säännöllisen karkaistu jakelu T f ja tarkistamme, että

Fourier-Laplace-muunnos

Älkäämme nyt antaa määritelmä Fourier-Laplace-muunnos on T , laajennus ℂ n sen Fourier:

Näytämme ( Paley-Wiener-lause ), että tämä funktio on kokonaisluku .

Siten kompaktin tukijakauman Fourier-muunnos on analyyttinen .

Tämä huomautus on yhdenmukainen loputtoman hajoamisen ja säännöllisyyden välisen vaihto-omaisuuden kanssa. Koska tuen kompakti on suurin nopeuden pieneneminen äärettömyyteen, on ennakoitavissa, että tämä ominaisuus vaihdetaan äärimmäisen säännöllisyyteen, toisin sanoen ominaisuuteen olla kokonaislukufunktio.

Huomautuksia ja viitteitä

  1. L. Schwartz , "  Jakautumisteoria ja Fourier-muunnos  ", Annales de l ' Université de Grenoble , voi.  23, 1947-1948, s.  7–24 ( lue verkossa ).
  2. L. Schwartz , jakelu Theory , Hermann ,1966( 1 st  ed. 1950-1951), chap.  VII, 4 §, s.  239-241.
  3. (in) G. Friedlander ja herra Joshi , Johdatus teoria Distributions , UPC ,1998( lue verkossa ) , s.  97-98.
  4. Schwartz 1966 , s.  223.
  5. Schwartz 1966 .
<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">