Gateaux导数
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数学上,Gâteaux导数是微分学中的方向导数的概念的推广。它以R. Gâteaux命名,他是一位法国数学家,年青时便死于第一次世界大战。它定义于局部凸的拓扑向量空间上,可以和巴拿赫空间上的Fréchet导数作对比。二者都经常用于形式化泛函导数的概念,常见于物理学,特别是量子场论。和其他形式的导数不同,Gâteaux导数是非线性的。
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[编辑] 定义
F在点沿着方向的Gâteaux导数dF(u,ψ)定义为
如果极限存在。若极限对于所有存在,则称F在有Gâteaux导数。
称F是在U中连续可微的若
是连续的。
[编辑] 属性
若Gâteaux导数存在,则其为唯一。
对于每个,Gâteaux导数是一个算子。 该算子是齐次的,使得
,但是它通常不是可加的,并且,因此而不总是线性的,不象Fréchet导数。
[编辑] 例子
令X为一个在欧氏空间RN中的勒贝格可测集Ω上的平方可积函数的希尔伯特空间。泛函
由
给出,其中F是一个实变量的实值函数且而u定义在Ω上取实值,则Gâteaux导数为
实际上,
令 (并假设所有积分有定义),得到Gâteaux导数
也就是,内积
[编辑] 参看
- 导数 (推广)