Friday, April 10, 2015

Schwarz定理(也稱為克萊羅定理),二階導數的對稱性不成立的病態例子。当函数不满足克莱洛定理的前提的时候,例如其导数不连续,则不存在对称性

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w3.math.sinica.edu.tw/math_media/d371/37101.pdf
論最新的電影、運動, 那一類的事情。 如果要討論 ..... 階導數和二階導數, 就這樣, 然後還有複分析、 柯西積分。 基本上只要 .... 我入行的時候做非交換規範場論(non-.
 
 
Symmetry of second derivatives。根據Schwarz定理(也稱為克萊羅定理),當函數的二階導數連續在一個
 
 
這是Symmetry of second derivatives。根據Schwarz定理(也稱為克萊羅定理),當函數的二階導數連續在一個點,偏導數的交換點。
 
 

二阶导数的对称性- 维基百科,自由的百科全书

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数学中,二阶导数的对称性(也称为混合导数的相等)指取一个n 元函数. f(x_{1},x_{2}, \dots ,x_ ... 1 黑塞矩阵是典型对称的; 2 对称性的正式表述; 3 克莱罗定理. 3.1 克莱罗常数 .... 可以構造出二階導數的對稱性不成立的病態例子。若導數作為施瓦茲分布 ...
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    2012年1月13日 - Cauchy-Schwarz inequality 柯西-許瓦爾茲不等式 ceiling function 上 ... Ceva Theorem, Ceva's Theorem 塞瓦定理 .... Cramer's rule 克萊瑪法則
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  • 数学科常用英汉词汇_百度文库

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    Blaschke, W. J. E. 布拉施克 ... Brouwer-Poincare theorem 布勞維-龐加萊定理 .... Clairaut differential equation 克萊羅方程 ..... derivative of higher order 高階導數 ...... Schwartz kernel theorem 許瓦爾茲核定理 ... second order process 二階過程
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  • 二阶导数的对称性[编辑]
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    数学中,二阶导数的对称性(也称为混合导数的相等)指取一个 n 元函数
    f(x_{1},x_{2}, \dots ,x_{n})
    偏导数可以交换。如果关于x_{i}的偏导数用一个下标i表示,则对称性断言二阶偏导数f_{ij}满足等式
    f_{ij}=f_{ji}
    从而它们组成一个 n×n 对称矩阵。有时这也称为杨定理Young's theorem)。


    黑塞矩阵是典型对称的[编辑]

    f 的二阶偏导数称为 f黑塞矩阵主对角线之外的元素是混合导数;即关于不同两个变量相继之导数。
    在最正常的情形黑塞矩阵实际上是对称矩阵;但从数学分析的观点来看这不是一个安全的论述,在特定一个点除了二阶导数的存在之外还需进一步的假设。克莱罗定理给出了关于 f 的一个充分条件使其成立。

    对称性的正式表述[编辑]

    用符号表示,对称性说,例如
    \frac {\partial}{\partial x} \left( \frac { \partial f }{ \partial y} \right) =
       \frac {\partial}{\partial y} \left( \frac { \partial f }{ \partial x} \right).
    这个等式也可写成
    \partial_{xy} f = \partial_{yx} f.
    或者,此对称性可利用微分算子 Di 写成一个代数论述,Di 是关于 xi 取偏导数:
    Di . Dj = Dj . Di.
    由这个关系得知由 Di 生成的常系数微分算子环是交换的。但须自然地设定这些算子的一个定义域。容易验证对单项式对称性成立,从而我们可取 xi多项式为定义域。事实上光滑函数也行。

    克莱罗定理[编辑]

    数学分析中,克莱罗定理Clairaut's theorem)或施瓦兹定理Schwarz's theorem[1],以亚历克西·克莱罗赫尔曼·施瓦兹命名,断言如果
    f \colon \mathbb{R}^n \to \mathbb{R}
     \mathbb{R}^n 中任何一点  (a_1, \dots, a_n),连续二阶偏导数,则对 \forall i, j \in \mathbb{N} \backslash \{0\}: i,j \leq n,
    \frac{\partial^2 f}{\partial x_i\, \partial x_j}(a_1, \dots, a_n) = \frac{\partial^2 f}{\partial x_j\, \partial x_i}(a_1, \dots, a_n).
    换句话是,这个函数在那一点的偏导数交换。确立这个定理的一个简单方法(当n = 2, i = 1, 且j = 2,很容易推到一般)是运用格林定理f梯度

    克莱罗常数[编辑]

    这个定理的一个副产品是克莱罗常数Clairaut's constant,亦称卡罗拉公式或克莱罗参数),涉及球面大圆上一点的维度方位角。一个特定大圆等于它在赤道处的方位角,或弧道路\widehat{\Alpha}\,\!
    \sin(\widehat{\Alpha})=\Big|\cos(\phi_q)\sin(\widehat{\alpha}_q)\Big|.\,\!

    分布理论描述[编辑]

    也可利用分布distribution)理论回避有这种对称性的解析问题。首先任何函数的导数(假设可积)可以定义为一个分布。第二分部积分将对称性问题丢给测试函数,这是光滑的当然满足对称性。从而,在分布的意义下,对称性总满足。(另一个方法,若定义了函数的傅立叶变换,注意到在变换中偏导数成为更显然交换的乘法算子)。

    对称性的要求[编辑]

    当函数不满足克莱洛定理的前提的时候,例如其导数不连续,则不存在对称性。
    这个函数f(x,y)在它的原点没有对称的二阶导数
    展示非對稱的一個例子如下:
    f(x,y) = \begin{cases} 
                     \frac{xy(x^2 - y^2)}{x^2+y^2} & \mbox{ for } (x, y) \ne (0, 0)\\
                      0                            & \mbox{ for } (x, y) = (0, 0).
                \end{cases}
    尽管这个函数处处连续,但它的代数导函数在原点没有定义。沿着x轴的其他地方y的导数为\partial_y f|_{(x,0)}=x,所以
    \partial_x\partial_y f|_{(0,0)} =
\lim_{\epsilon\rightarrow 0} \frac { \partial_y f|_{(\epsilon,0)}-\partial_y f|_{(0,0)} } \epsilon = 1.
    反之亦然,沿着y轴的其他地方x的导数为\partial_x f|_{(0,y)}=-y,所以\partial_y\partial_x f|_{(0,0)} = -1。那就是说,在(0,0)处\partial_{xy}f\ne\partial_{yx}f,尽管 f 的混合導數存在,且在 (0,0) 之外處處連續。注意到它與克莱罗定理并不矛盾,因為導數在 (0,0) 不連續。 一般地,極限運算的交換未必交換,兩個變量情形下,在 (0, 0) 附近考慮
    f(h,k) - f(h,0) - f(0,k) + f(0,0)
    的兩個極限過程,先令 h → 0 以及先令 k → 0。這兩個過程未必交換(參見極限運算的交換):看最先作用的那個一階項。可以構造出二階導數的對稱性不成立的病態例子。若導數作為施瓦茲分布是對稱的,這類例子屬于實分析中的精細理論,逐点值在其中起作用。当看作一个分布的时候,二阶导数值可以在任意点集中的改变,只要Lebesgue测度为0。由于在这个例子中,黑塞矩阵在(0,0)外所有点对称,Hessian矩阵看作施瓦茨分布是对称的事实,不存在矛盾。

    李理论[编辑]

    更高级的一个讨论是这样的:考虑一阶微分算子 Di欧几里得空间中的无穷小算子。即 Di 在某种意义下生成平行于 xi-轴平移单参数群。显然这些群互相交换,从而我们希望无穷小生成元也交换;李括号
    [Di, Dj] = 0
    便是其反映的方式。或者说,一个坐标关于另一个坐标的李导数是零。

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