Monday, August 18, 2014

拉普拉斯算符是二阶微商 变化速度的变化速度 正弦波f1的动能低于f2的原因在于“f1频率低”,正弦波f1的动能低于f3的原因在于“f1振幅低”。


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Black-Scholes Option Pricing Formula

myweb.whitman.syr.edu/rkshukla/Research/BS.pdf
by M Tomas
option pricing, we found no complete solution for the Black-Scholes model. ... If we let g(S) = Lq[C(S, τ)], where Lq is the Laplace operator and g is the Laplace.


  • [PDF]

    black-scholes equation in laplace transform domain - Wilmott

    www.wilmott.com/pdfs/020310_skachkov.pdf
    by I Skachkov - ‎Cited by 8 - ‎Related articles
    BLACK-SCHOLES EQUATION. IN LAPLACE TRANSFORM. DOMAIN. Igor Skachkov. Abstract. Laplace transformation is one of the most popular methods of ...




  • [PDF]

    Laplace transformation method for the Black-Scholes equation

    arxiv.org/pdf/0901.4604
    arXiv
    Loading...
    by H Lee - ‎2009 - ‎Cited by 8 - ‎Related articles
    erties of the Laplace transformed Black-Scholes equation are analyzed. Also ... Black-Scholes equation, basket option, Laplace inversion, parallel method ...




  • 【小卒个人文集】从“拉普拉斯算符的本质”去理解波函数的动能,顺便埋汰“节点理论”

    作者: yjcmwgk (站内联系TA)    发布: 2011-04-26
    从“拉普拉斯算符的本质”去理解波函数的动能,顺便埋汰“节点理论”
    密度泛函·小卒
    2010.04.26
      从本科我们第一次接触《物质结构》这门必修课,我们就学到了薛定谔方程HΨ=EΨ。式中,哈密顿算符H定义为动能项T和势能项V的线性组合。在动能项T中引入了拉普拉斯算符。从这时候开始,拉普拉斯算符就与我们结下了不解之缘。(做理论的人都是咬牙切齿说出这句话的,那个恨啊)
      由公式我们可以计算波的动能。根据公式,E虽然是对全空间进行积分,但是由于拉普拉斯算符是二阶微商,它给出的是波函数在特定位置的梯度的变化率(就是变化速度的变化速度)。因此,波的动能就是动能在全空间的平均值,也就是波函数梯度的平均变化率。
      我们先看一个宏观现象:一维正弦波。我们用图1表示一维正弦波f1(x)=sinx,f2(x)=sin2x,和f3(x)=2sinx。

      我们计算它们的二阶微分,分别是f1"=-sinx,f2"=-4sin2x,和f3"=-2sinx。于是我们可以看到,正弦波f1的动能低于f2的原因在于“f1频率低”,正弦波f1的动能低于f3的原因在于“f1振幅低”。在量子化学领域,振幅已经不再是一个确定的量。或者说,在量子化学看来,f1和f3是同一个波。现在关键问题集中到了f1与f2的比较上。由于f2的波形改变的速度(波形坡度的变化)比f1要快,所以f2获得了更高的平均动能。

      自然界有一个普适原理,即能量最低原理。这里再举一个很简单的例子,一维无限深势阱的粒子运动,波以恒定的频率在整个空间内传播,在势阱内各个区域,该粒子的波形处处相同。再延伸一下,如果这个一维无限深势阱的长度是无限的,那么随着波的传播,波的动能将趋近于零。但是在有原子核存在的情况下,电子和原子核之间有束缚力。这种“原子核对电子的束缚力”和“电子动能向空间的衰减”之间存在一个平衡。说到这里,我们终于开始接近稍微实际一点儿的物理图景了。比如我们来看两个一维GTO波形,分别是GTO1=exp(-x^2)和GTO2=(1/2)exp(-0.25x^2),如图2。

      对这两个GTO波形做二阶微分,得到GTO1"=-2*Exp(-x^2)+4*x^2*Exp(-x^2),GTO2"=-1/4*Exp(-1/4*x^2)+1/8*x^2*Exp(-1/4*x^2),如图3。

      此时,我们可以说,GTO1的动能高于GTO2。电子会优先占据能量低的轨道,这就是能量最低原理的普适性。
      写到这里,我不禁想起了害死人的“节点理论”。我们在有机化学中学到的节点理论,说的是“节点越多,轨道能量越高”。后来我学了理论化学之后,怎么想都不是这个事儿,纠结啊。其实粗粗一想,也是啊,在单位空间内,波函的相位改变次数越多(也就是所谓的“节点越多”),那么能量越高,很符合上面的讨论啊。写到这里,我突然发现,节点理论说的只是动能。标准的哈密顿量H是由五项组成的,分别是核动能、电子动能、核-核斥力、电子-电子斥力、电子-核引力。我在刚才分析动能的时候,已经不自觉的使用了波恩-奥本海默的定核近似了(忽略核动能)。而这个节点理论可比我过分多了,人家只考虑了电子动能,将核-核斥力、电子-电子斥力、电子-核引力一律忽略。这忽略也太狠了,毕竟E = <Ψ|H|Ψ>/<Ψ|Ψ> = <Ψ|T+V|Ψ>/<Ψ|Ψ> = <Ψ|T|Ψ>/<Ψ|Ψ> + <Ψ|V|Ψ>/<Ψ|Ψ> ,而节点理论完全忽略了势能项<Ψ|V|Ψ>/<Ψ|Ψ>!好吧,在同一个分子之中,核-核斥力可以看做固定的,忽略了也没啥,关键是电子-电子斥力、电子-核引力这两项被忽略是实在说不过去的。因此,在普通量子化学计算中,大家会发现,节点理论经常失效,节点少的某些轨道能量反而是高的。
      所以,大家本科时候虽然都学了节点理论,现在既然做了理论化学,咱们就忘掉节点理论吧。……呃,要不,我还是老老实实承认吧:我其实就是来故意埋汰节点理论的,这才是我的真正目的,啊哈哈哈!
    全部公式都是用盗版的MathType6.7写的,导出为gif文件。
    全部图像都是用免费版的SpeQ3.4画的,用截屏的方式存jpg。
    哈哈,都很原始的哦
    一天后补充:cenwanglai区长提意见说“把GTO1和GTO2用拉布拉斯算符处理一下,再画图,再来比较讨论,全文是不是更统一呢”,大善,立即修改!感谢cenwanglai区长
    -
    学习
    顶一个
    公式要用LaTex咯。那才是小卒风采。
    有点意思哈。
    不错。支持一下
    把GTO1和GTO2用拉布拉斯算符处理一下,再画图,再来比较讨论,全文是不是更统一呢?
    你哪句话把节点理论给驳倒了?
    Originally posted by yjcmwgk at 2011-04-26 21:24:29:
    从“拉普拉斯算符的本质”去理解波函数的动能,顺便埋汰“节点理论”
    密度泛函·小卒
    2010.04.26
      从本科我们第一 ...
    1. 想必楼主看原文有误,我记得“节点”问题只是说,在同一个原子的一系列原子轨道中,节点越多的轨道能量越高。在同一个原子的同一套波函数中,就没有Exp和Exp的不同,指数部分都是Exp,区别只是在别的部分,比如2s轨道是乘上一个(2-x)之类。
    2. 而且“节点说”只是一个经验规律,只是从波函数的形式看出来的。
    而且原子轨道是Slater函数而不是Gauss函数,楼主要不要画画Slater函数看看啊?
    3. 根据维里定理,原子系统中的电子的动能精确等于1/2总能量。没必要把势能算出来。徐光宪爷爷的书,楼主没好好看吧?:D
    好吧,从一楼开始我就没明白过...一定是我的打开方式不对...
    建议文章在开头先把“节点理论”的定义阐述清楚,讨论适用条件。否则节点理论是什么没有明确的话,所谓的“埋汰”就无从谈起。
    与其用正弦波、GTO这样和分子轨道、原子轨道没有直接关系的函数来讨论,我建议加入一些实际分子轨道波函数的讨论,比如共轭长链烯烃、苯的前线轨道等等,这才是节点定理最经常拿来说事的情况。把量化程序输出的轨道动能、势能和分子轨道图形相互对照讨论是有益的。(动能密度可以通过Multiwfn等程序计算和绘制,也可以一起讨论)
    节点定理是经验规则,在它所适合的条件下是不错的能量判断方法。与其说将节点定理“埋汰”掉,我认为本文主题应改为讨论节点定理的使用误区。找几个有决定性的反例,比如的能量最低的pi轨道(仅分子平面一个节点)就比一些带有多个节面的sigma特征的轨道能量要高。
    另外文中在讨论动能时忽视了一个问题,尽管不影响定性结论。也就是轨道的哈密顿动能=-1/2∫ψ(r)* ▽^2 ψ(r)dr,文中只用轨道波函数的二阶导数讨论问题,即▽^2 ψ(r)这部分,然而积分元中还有一个ψ(r)*却被忽视了,它在积分中起到了“权重”作用。还有一点,就是积分当中的负号,讨论GTO1、2的动能时候,忽略掉负号从图中看只会得到相反的结论。
    即便修正了正负号问题,从图3上看GTO1、2的关系仍不是那么清楚,GTO1正值区域大负值区域也大,GTO2正值区域小负值区域也小,相互抵消后谁大谁小就不易直观判断了。这正是这种所谓的“哈密顿”动能密度的定义的缺陷,局部动能有的地方为负值违背了一般物理直觉。我建议绘制拉格朗日动能密度图形,由于处处为正,容易看出积分出来谁大谁小。
    请问, 标题下面的日期是不是写错了...
    nnd
    反正我是一点看不懂:rol:
    牛X,完全看不懂的路过。。。:cry:
    不确定您说的是哪种节点理论。如果是指一个算符的第N个本征函数,在它的边界内部有N-1个零点/线/面/...,这是Sturm-Liouville型常微分方程的一个严格结果,对于更一般的情况(高维,多变量...)并没有这么强的结论。参见Hilbert&Courant, methods of mathematical physics第六章第六节
    量子力学中,一维无穷深势阱的能级自基态动能增加;而按virial定理,氢原子1s,2s,3s...态的动能减少,势能增加,总能量上升。所以节点可以对应动能的增加和减少,都可以提升总能量。
    羡慕大家!  真厉害 与其望洋兴叹 不如看点基础知识 补补课 !

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