إحصائيات كانياداكيس
إحصاءات كانياداكيس (المعروفة أيضًا باسم إحصاءات كابا ) هي تعميم لميكانيكا بولتزمان-جيبس الإحصائية ، [ 1 ] وتستند إلى تعميم نسبي [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] لإنتروبيا بولتزمان-جيبس-شانون الكلاسيكية (المعروفة باسم إنتروبيا كانياداكيس أو إنتروبيا كابا). وقد قدمها الفيزيائي اليوناني الإيطالي جورجيو كانياداكيس عام 2001، [ 5 ] وتحافظ ميكانيكا كابا الإحصائية على السمات الرئيسية للميكانيكا الإحصائية العادية ، وقد استقطبت اهتمام العديد من الباحثين في السنوات الأخيرة. ويُعتبر توزيع كابا حاليًا أحد أكثر المرشحين جدوى لتفسير الأنظمة الفيزيائية المعقدة ، [ 6 ] [ 7 ] سواء كانت طبيعية أو اصطناعية، والتي تتضمن توزيعات إحصائية ذات ذيول أسية . تم اعتماد إحصاءات كانياداكيس بنجاح في وصف مجموعة متنوعة من الأنظمة في مجالات علم الكونيات ، [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] والفيزياء الفلكية ، [ 11 ] [ 12 ] والمادة المكثفة ، والفيزياء الكمية ، [ 13 ] [ 14 ] وعلم الزلازل ، [ 15 ] [ 16 ] وعلم الجينوم ، [ 17 ] [ 18 ] والاقتصاد ، [ 19 ] [ 20 ] وعلم الأوبئة ، [ 21 ] وغيرها الكثير.
الشكلية الرياضية
يتم توليد الصيغة الرياضية لإحصاءات كابا بواسطة الدوال المشوهة كابا، وخاصة دالة كابا الأسية.
دالة κ-الأسية

دالة كانياداكيس الأسية (أو دالة كابا الأسية) هي تعميم ذو معلمة واحدة للدالة الأسية، وتعطى بالصيغة التالية:
مع.
الدالة الأسية κ لـويمكن كتابتها أيضاً بالشكل التالي:
الحدود الخمسة الأولى من متسلسلة تايلور لـيتم الحصول عليها من خلال: حيث تكون الثلاثة الأولى مماثلة للدالة الأسية النموذجية .
الخصائص الأساسية
تتمتع الدالة الأسية من النوع κ بالخصائص التالية للدالة الأسية: بالنسبة للعدد الحقيقي، يتميز الأسي κ بالخاصية التالية:
دالة اللوغاريتم κ

يُعد لوغاريتم كانياداكيس (أو لوغاريتم كابا) تعميمًا نسبيًا ذا مُعامل واحد لدالة اللوغاريتم العادية، مع، وهي الدالة العكسية للدالة الأسية κ:
اللوغاريتم κ لـويمكن كتابتها أيضاً بالشكل التالي:
الحدود الثلاثة الأولى من متسلسلة تايلور لـيتم الحصول عليها من خلال:
اتباع القاعدة
مع، و
أينوالحدان الأولان من متسلسلة تايلور لـهي نفسها الدالة اللوغاريتمية العادية .
الخصائص الأساسية
تتمتع دالة اللوغاريتم κ بالخصائص التالية للدالة اللوغاريتمية : بالنسبة للعدد الحقيقييتمتع اللوغاريتم κ بالخاصية التالية:
الجبر كابا
مجموع كابا
لأيويتم تعريف مجموع كانياداكيس (أو مجموع كابا) بواسطة قانون التركيب التالي: ويمكن كتابتها أيضاً بالشكل التالي: حيث يمثل المجموع العادي حالة خاصة في النهاية الكلاسيكية:.
يتمتع مجموع κ، مثل المجموع العادي، بالخصائص التالية:
- الترابطية:
- عنصر محايد:
- العنصر المقابل:
- التبادلية:
الفرق κيُعطى بواسطة.
الخاصية الأساسيةينشأ هذا كحالة خاصة من التعبير الأكثر عمومية أدناه:
علاوة على ذلك، تُظهر دوال كابا ومجموع كابا العلاقات التالية:
منتج كابا
لأيويتم تعريف ناتج كانياداكيس (أو ناتج كابا) من خلال قانون التركيب التالي: حيث يكون المنتج العادي حالة خاصة في الحد الكلاسيكي:.
يتمتع ناتج κ، مثل الناتج العادي، بالخصائص التالية:
- الترابطية:
- عنصر محايد:
- العنصر العكسي:
- التبادلية:
قسم كابايُعطى بواسطة.
مجموع كاباوالناتج κالالتزام بقانون التوزيع:.
الخاصية الأساسيةينشأ هذا كحالة خاصة من التعبير الأكثر عمومية أدناه:
علاوة على ذلك، تُظهر الدوال κ والناتج κ العلاقات التالية:
حساب التفاضل والتكامل كابا
التفاضلي كابا
التفاضل الكانياداكيسي (أو التفاضل κ) لـيُعرَّف بما يلي:
إذن، المشتقة κ للدالةيرتبط بمشتق لايبنيز من خلال: أينهو عامل لورنتز . المشتقة العاديةهي حالة خاصة من مشتقات كابافي الحد الكلاسيكي.
التكامل كابا
التكامل الكانياداكيسي (أو التكامل κ) هو المؤثر العكسي للمشتقة κ المعرفة من خلال والذي يستعيد التكامل العادي في الحد الكلاسيكي.
حساب المثلثات كابا
حساب المثلثات الدورية κ

تعتمد حساب المثلثات الدورية لكانياداكيس (أو حساب المثلثات الدورية κ) على دالتي الجيب الدورية κ (أو الجيب κ) وجيب التمام الدورية κ (أو جيب التمام κ) المعرفتين على النحو التالي: حيث تكون صيغة أويلر المعممة من النوع κ هي
يحافظ علم المثلثات الدوري من النوع κ على التعبيرات الأساسية لعلم المثلثات الدوري العادي، وهو حالة خاصة في حالة κ → 0، مثل:
تُعطى دالتا الظل الدوري κ والظل التمام الدوري κ بالصيغة التالية:
تتحول الدوال المثلثية الدورية من النوع κ إلى الدوال المثلثية العادية في الحد الكلاسيكي.
دالة كابا الدورية العكسية
ترتبط الدوال الدورية العكسية لكانياداكيس (أو الدوال الدورية العكسية من نوع κ) باللوغاريتم κ:
حساب المثلثات الزائدية من النوع κ
تعتمد حساب المثلثات الزائدية لكانياداكيس (أو حساب المثلثات الزائدية من النوع κ) على الجيب الزائدي من النوع κ وجيب التمام الزائدي من النوع κ المعطى بالصيغة التالية: حيث صيغة كابا-أويلر هي
تُعطى دالتا الظل الزائدي κ والظل التمام الزائدي κ بالصيغة التالية:
تتحول الدوال المثلثية الزائدية من النوع κ إلى دوال مثلثية زائدية عادية في الحد الكلاسيكي.
من صيغة كابا-أويلر والخاصيةيُعطى التعبير الأساسي لعلم المثلثات الزائدية من النوع κ على النحو التالي:
دالة القطع الزائد العكسية κ
ترتبط الدوال العكسية الزائدية لكانياداكيس (أو الدوال العكسية الزائدية من نوع κ) باللوغاريتم κ: والتي تكون فيها العلاقات التالية صحيحة: ترتبط الدوال المثلثية الدورية من النوع κ والدوال المثلثية الزائدية من النوع κ بالعلاقات التالية:
إنتروبيا كانياداكيس
تعتمد إحصائيات كانياداكيس على إنتروبيا كانياداكيس كابا، والتي تُعرَّف من خلال: أينهي دالة توزيع احتمالي معرفة لمتغير عشوائي، وهو مؤشر الإنتروبيا.
إن إنتروبيا كانياداكيس كابا مستقرة من الناحية الديناميكية الحرارية ومستقرة وفقًا لـ Lesche [ 22 ] [ 23 ] وتخضع لبديهيات شانون-خينشين للاستمرارية، والحد الأقصى، والإضافة المعممة، وقابلية التوسع.
توزيعات كانياداكيس
يُعد توزيع كانياداكيس ( أو توزيع كابا ) توزيعًا احتماليًا مُشتقًا من تعظيم إنتروبيا كانياداكيس في ظل قيود مناسبة. وفي هذا السياق، تظهر عدة توزيعات احتمالية لتحليل طيف واسع من الظواهر المرتبطة بالتوزيعات الإحصائية التجريبية ذات الذيول الأسية.
توزيع كابا الأسي
توزيع غاوسي كابا
توزيع كابا-جاما
توزيع كابا-ويبول
توزيع كابا اللوجستي
تحويل كانياداكيس التكاملي
تحويل لابلاس κ
تحويل كانياداكيس لابلاس (أو تحويل كابا لابلاس) هو تحويل تكاملي مشوه من نوع كابا لتحويل لابلاس العادي . يحول تحويل كابا لابلاس دالةلمتغير حقيقيإلى وظيفة جديدةفي مجال التردد المركب، ممثلاً بالمتغير المركبيتم تعريف تحويل التكامل κ هذا على النحو التالي: [ 24 ] يُعطى التحويل العكسي لكا-لابلاس بالصيغة التالية: يتم استعادة تحويل لابلاس العادي وتحويله العكسي على النحو التالي:.
ملكيات
لنفترض دالتينو، وتحويلات لابلاس κ الخاصة بهاويوضح الجدول التالي الخصائص الرئيسية لتحويل كابا لابلاس: [ 24 ]
| ملكية | ||
|---|---|---|
| الخطية | ||
| تغيير المقياس الزمني | ||
| تغيير التردد | ||
| المشتق | ||
| المشتق | ||
| التكامل في المجال الزمني | ||
| دالة ديراك دلتا | ||
| دالة وحدة هيفسايد | ||
| وظيفة الطاقة | ||
| وظيفة الطاقة | ||
| وظيفة الطاقة |
تتحول تحويلات كابا-لابلاس الموضحة في الجدول الأخير إلى تحويلات لابلاس العادية المقابلة لها في الحد الكلاسيكي..
تحويل فورييه كابا
يُعد تحويل كانياداكيس فورييه (أو تحويل كابا فورييه) تحويلاً تكاملياً مشوهاً من نوع كابا لتحويل فورييه العادي ، وهو متوافق مع جبر كابا وحساب كابا. يُعرَّف تحويل كابا فورييه على النحو التالي: [ 25 ]
والتي يمكن إعادة كتابتها على النحو التالي
أينويفرض تحويل κ-Fourier سلوكًا دوريًا لوغاريتميًا تقاربيًا عن طريق تشويه المعاملاتوبالإضافة إلى عامل التخميد، وهو.

تُعطى نواة تحويل فورييه من نوع كابا بالصيغة التالية:
يُعرَّف التحويل العكسي لفورييه κ على النحو التالي: [ 25 ]
يتركيوضح الجدول التالي تحويلات κ-Fourier لعدة دوال بارزة: [ 25 ]
| دالة الخطوة | ||
| تعديل | ||
| السببية-أُسِّي | ||
| متماثل-أُسِّي | ||
| ثابت | ||
| -الطور | ||
| اندفاع | ||
| سيغنوم | علامة | |
| مستطيل |
يحافظ الإصدار المشوه κ من تحويل فورييه على الخصائص الرئيسية لتحويل فورييه العادي، كما هو ملخص في الجدول التالي.
| الخطية | |
| التوسع | أينو |
| -التوسع | |
| الاقتران المعقد | |
| الازدواجية | |
| يعكس | |
| -انزياح التردد | |
| - تغيير التوقيت | |
| تحويل-المشتق | |
| -مشتق التحويل | |
| تحويل التكامل | |
| -التفاف | أين |
| تعديل |
تختزل خصائص تحويل كابا-فورييه الموضحة في الجدول الأخير إلى تحويلات فورييه العادية المقابلة في الحد الكلاسيكي.
انظر أيضاً
References
- ↑Kaniadakis, G. (2009). "Relativistic entropy and related Boltzmann kinetics". The European Physical Journal A. 40 (3) 275: 275–287. arXiv:0901.1058. Bibcode:2009EPJA...40..275K. doi:10.1140/epja/i2009-10793-6. ISSN 1434-6001. S2CID 119190011.
- ↑Kaniadakis, G. (2002). "Statistical mechanics in the context of special relativity". Physical Review E. 66 (5) 056125. arXiv:cond-mat/0210467. Bibcode:2002PhRvE..66e6125K. doi:10.1103/PhysRevE.66.056125. ISSN 1063-651X. PMID 12513574. S2CID 45635888.
- ↑Kaniadakis, G. (2005). "Statistical mechanics in the context of special relativity. II". Physical Review E. 72 (3) 036108. arXiv:cond-mat/0507311. Bibcode:2005PhRvE..72c6108K. doi:10.1103/PhysRevE.72.036108. ISSN 1539-3755. PMID 16241516. S2CID 18115408.
- ↑Kaniadakis, G. (2011). "Power-law tailed statistical distributions and Lorentz transformations". Physics Letters A. 375 (3): 356–359. arXiv:1110.3944. Bibcode:2011PhLA..375..356K. doi:10.1016/j.physleta.2010.11.057. ISSN 0375-9601. S2CID 118435479.
- ↑ كانياداكيس، ج. (2001). "الحركية غير الخطية الكامنة وراء الإحصاءات المعممة" . فيزيكا أ: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها . 296 (3): 405-425 . arXiv : cond-mat/0103467 . Bibcode : 2001PhyA..296..405K . doi : 10.1016/S0378-4371(01)00184-4 . ISSN 0378-4371 . S2CID 44275064 .
- ↑ كانياداكيس، ج. (2009). "مبدأ أقصى إنتروبيا وتوزيعات ذيل قانون القوة" . المجلة الأوروبية للفيزياء ب . 70 (1): 3-13 . arXiv : 0904.4180 . Bibcode : 2009EPJB...70....3K . doi : 10.1140/epjb/e2009-00161-0 . ISSN 1434-6028 . S2CID 55421804 .
- ↑ كانياداكيس، ج. (2021). "ظهور توزيعات جديدة ذات ذيول أسية في إحصاءات كابا (أ)" . رسائل الفيزياء الأوروبية . 133 (1) 10002. arXiv : 2203.01743 . Bibcode : 2021EL....13310002K . doi : 10.1209/0295-5075/133/10002 . ISSN 0295-5075 . S2CID 234144356 .
- ↑ دريبانو، نيكي؛ ليمبيريس، أندرياس؛ ساريداكيس، إيمانويل ن.؛ يسماخانوفا، كورالاي (16 مايو 2022). "طاقة كانياداكيس المظلمة الهولوغرافية وعلم الكونيات" . المجلة الأوروبية للفيزياء ج . 82 (5): 449. arXiv : 2109.09181 . Bibcode : 2022EPJC...82..449D . doi : 10.1140/epjc/s10052-022-10415-9 . ISSN 1434-6052 .
- ^ هيرنانديز ألمادا، أ. ليون، جينلي؛ ماجانيا، خوان؛ غارسيا أسبيتيا ، ميغيل أ ؛ موتا، الخامس؛ ساريداكيس ، إيمانويل ن. يشماخانوفا، كورالاي (2022). "الطاقة المظلمة المجسمة كانياداكيس: قيود المراقبة والديناميات العالمية" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 511 (3): 4147– 4158. أرخايف : 2111.00558 . دوى : 10.1093/mnras/stac255 . ISSN 0035-8711 .
- ↑ لوتشيانو، جوزيبي غايتانو (24 نوفمبر 2022). "الجاذبية وعلم الكونيات في إحصاءات كانياداكيس: الوضع الراهن والتحديات المستقبلية" . إنتروبي . 24 (12): 1712. Bibcode : 2022Entrp..24.1712L . doi : 10.3390 / e24121712 . ISSN 1099-4300 . PMC 9777509. PMID 36554117 .
- ^ كارفاليو، جي سي. سيلفا، ر. دو ناسيمنتو جونيور، دينار أردني؛ دي ميديروس، جي آر (2008). "إحصاءات قانون الطاقة وسرعات الدوران النجمية في الثريا" . EPL (رسائل الفيزياء الأوروبية) . 84 (5) 59001. أرخايف : 0903.0836 . بيب كود : 2008EL .....8459001C . دوى : 10.1209/0295-5075/84/59001 . ISSN 0295-5075 . S2CID 7123391 .
- ↑ كوريه، ميشيل؛ ريال، دييغو ف.؛ كريستين، أليخاندرا؛ كاسيتي، جوليا (2014). "طريقة لفك تشفير سرعات دوران النجوم" . علم الفلك والفيزياء الفلكية . 565 : A85. arXiv : 1401.1054 . Bibcode : 2014A & A...565A..85C . doi : 10.1051/0004-6361/201323344 . ISSN 0004-6361 . S2CID 59375612 .
- ↑ عرابة، كامل؛ هاميسي بنديمراد، أمل هبة؛ تريبيش، مولود (2015). "التشابك الكمي وانتروبيا كانياداكيس" . سيناريو الفيزياء . 90 (4) 045101. بيب كود : 2015PhyS...90d5101O . دوى : 10.1088/0031-8949/90/4/045101 . ISSN 0031-8949 . S2CID 123776127 .
- ^ أبرو، إيفرتون مولودية. حنانيا نيتو، خورخي؛ مينديز، ألبرت CR. دي باولا، رودريجو م. (2019). "حلقة الجاذبية الكمومية معلمة إيميرزي وإحصائيات كانياداكيس" . الفوضى، Solitons وFractals . 118 : 307– 310. أرخايف : 1808.01891 . بيب كود : 2019CSF...118..307A . دوى : 10.1016/j.chaos.2018.11.033 . ISSN 0960-0779 . S2CID 119207713 .
- ↑ هريستوبولوس، ديونيسيوس ت.؛ بيتراكيس، مانوليس ب.؛ كانياداكيس، جورجيو (2014). "تأثيرات الحجم المحدود على توزيعات فترات العودة لأنظمة قياس أضعف حلقة" . مجلة Physical Review E. 89 ( 5) 052142. arXiv : 1308.1881 . Bibcode : 2014PhRvE..89e2142H . doi : 10.1103/PhysRevE.89.052142 . ISSN 1539-3755 . PMID 25353774. S2CID 22310350 .
- ↑ دا سيلفا، سيرجيو لويز إي إف (2021). "قانون غوتنبرغ-ريختر المعمم من نوع كابا والتشابه الذاتي للزلازل" . الفوضى، السوليتونات والكسور . 143 110622. رمز Bibcode : 2021CSF...14310622D . doi : 10.1016/j.chaos.2020.110622 . ISSN 0960-0779 . S2CID 234063959 .
- ^ سوزا، NTCM. أنسيلمو، دال. سيلفا، ر. فاسكونسيلوس، MS . ميلو، في دي (2014). "تحليل إحصائي للكروموسوم Y" . EPL (رسائل الفيزياء الأوروبية) . 108 (3) 38004. دوى : 10.1209/0295-5075/108/38004 . ISSN 0295-5075 . S2CID 122456729 .
- ↑ كوستا، م.و.؛ سيلفا، ر.؛ أنسيلمو، د.هـ.أ.ل.؛ سيلفا، ج.ر.ب. (2019). "تحليل الحمض النووي البشري من خلال إحصاءات قانون القوة" . مجلة Physical Review E. 99 ( 2) 022112. Bibcode : 2019PhRvE..99b2112C . doi : 10.1103/PhysRevE.99.022112 . ISSN 2470-0045 . PMID 30934358. S2CID 91186653 .
- ^ كليمنتي ، فابيو. جاليجاتي، ماورو؛ كانياداكيس، جورجيو (2012). "نموذج جديد لتوزيع الدخل: التوزيع المعمم" . مجلة الاقتصاد . 105 (1): 63–91 . دوى : 10.1007 / s00712-011-0221-0 . اتش دي ال : 11393/73598 . ISSN 0931-8658 . S2CID 155080665 .
- ↑ تريفيلاتو، باربرا (2013). "الدوال الأسية المشوهة وتطبيقاتها في التمويل" . إنتروبي . 15 (12): 3471-3489 . Bibcode : 2013Entrp..15.3471T . doi : 10.3390/e15093471 . ISSN 1099-4300 .
- ^ كانياداكيس، جورجيو. بالدي، ماورو م.؛ ديسبوك، توماس س.؛ جريسوليا، جوليا؛ خريستوبولوس، ديونيسيوس T .؛ سكارفوني، أنطونيو م.؛ سبارافينا، أميليا؛ وادا، تاتسواكي؛ لوسيا ، أمبرتو (2020). "نهج الإحصائيات في علم الأوبئة" . التقارير العلمية . 10 (1): 19949. أرخايف : 2012.00629 . بيب كود : 2020NatSR..1019949K . دوى : 10.1038/s41598-020-76673-3 . ISSN 2045-2322 . بمك 7673996 . بميد 33203913 .
- ↑ آبي، س.؛ كانياداكيس، ج.؛ سكارفون، أ.م. (2004). "استقرار الإنتروبيات المعممة". مجلة الفيزياء أ: الرياضية والعامة . 37 (44): 10513-10519 . arXiv : cond-mat/0401290 . Bibcode : 2004JPhA...3710513A . doi : 10.1088/0305-4470/37/44/004 . S2CID 16080176 .
- ↑ كانياداكيس، ج. (2001). "نظرية H والإنتروبيات المعممة في إطار الحركية غير الخطية" . رسائل الفيزياء أ . 288 ( 5-6 ): 283-291 . arXiv : cond-mat/0109192 . Bibcode : 2001PhLA..288..283K . doi : 10.1016/S0375-9601(01)00543-6 . S2CID 119445915 .
- 1 2 كانياداكيس، جورجيو (25-09-2013). "الأسس النظرية والصياغة الرياضية للتوزيعات الإحصائية ذات الذيل وفقًا لقانون القوة" . إنتروبي . 15 (12): 3983-4010 . arXiv : 1309.6536 . Bibcode : 2013Entrp..15.3983K . doi : 10.3390/e15103983 . ISSN 1099-4300 .
- 1 2 3 سكارفون، أ.م. (2017). "تحويل فورييه المشوه κ" . فيزيكا أ: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها . 480 : 63-78 . arXiv : 2206.06869 . Bibcode : 2017PhyA..480...63S . doi : 10.1016/j.physa.2017.03.036 . S2CID 126079408 .
روابط خارجية
- الميكانيكا الإحصائية
