دالة موجبة محددة
في الرياضيات ، الدالة الموجبة المحددة هي، اعتمادًا على السياق، أحد نوعين من الدوال .
التعريف 1
يتركلتكن مجموعة الأعداد الحقيقية ولتكن مجموعة الأعداد المركبة .
وظيفة يُطلق عليها اسم موجبة شبه محددة إذا كانت المصفوفة من الرتبة n × n لكل الأعداد الحقيقية x 1 , …, x n
بحسب التعريف، فإن المصفوفة شبه الموجبة المحددة، مثل، هيرميتية ؛ لذلك فإن f (− x ) هو المرافق المركب لـ f ( x )).
وعلى وجه الخصوص، من الضروري (ولكن ليس كافياً) أن
(تنتج هذه المتباينات من الشرط الخاص بـ n = 1، 2.)
تكون الدالة شبه سالبة إذا عُكست المتباينة. وتكون الدالة محددة إذا استُبدلت المتباينة الضعيفة بمتباينة قوية (<، > 0).
أمثلة
لوإذا كان ذلك يمثل مساحة حقيقية للمنتج الداخلي ،،موجب مؤكد لكلللجميعوكل شيءلدينا
بما أن التركيبات الخطية غير السالبة للدوال الموجبة المحددة هي أيضًا موجبة محددة، فإن دالة جيب التمام موجبة محددة كتركيبة خطية غير سالبة للدوال المذكورة أعلاه:
يمكن إنشاء دالة موجبة محددةبسهولة من دالة موجبة محددةلأي فضاء متجهياختر دالة خطيةوحدد. ثم
نظرية بوخنر
تنشأ خاصية التحديد الإيجابي بشكل طبيعي في نظرية تحويل فورييه ؛ ويمكن ملاحظة ذلك مباشرة أنه لكي تكون الدالة f محددة إيجابياً، يكفي أن تكون تحويل فورييه لدالة g على الخط الحقيقي مع g ( y ) ≥ 0.
والنتيجة العكسية هي نظرية بوخنر ، التي تنص على أن أي دالة موجبة محددة مستمرة على خط الأعداد الحقيقية هي تحويل فورييه لمقياس (موجب ) . [ 2 ]
التطبيقات
في الإحصاء ، وخاصة الإحصاء البايزي ، تُطبق النظرية عادةً على الدوال الحقيقية. عادةً، يتم أخذ n قياسًا قياسيًا لقيمة قياسية معينة عند نقاط فيتُؤخذ القياسات، ويُشترط أن تكون القياسات ذات ارتباط عالٍ بين النقاط المتقاربة. عمليًا، يجب الحرص على أن تكون مصفوفة التغاير الناتجة ( مصفوفة من الرتبة n × n ) موجبة التحديد دائمًا. تتمثل إحدى الاستراتيجيات في تعريف مصفوفة ارتباط A ، ثم ضربها في عدد قياسي للحصول على مصفوفة تغاير : يجب أن تكون هذه المصفوفة موجبة التحديد. تنص نظرية بوخنر على أنه إذا كان الارتباط بين نقطتين يعتمد فقط على المسافة بينهما (عبر الدالة f )، فيجب أن تكون الدالة f موجبة التحديد لضمان أن تكون مصفوفة التغاير A موجبة التحديد. انظر: كريغينغ .
في هذا السياق، لا يتم استخدام مصطلحات فورييه عادةً، وبدلاً من ذلك يُذكر أن f ( x ) هي الدالة المميزة لدالة كثافة الاحتمال المتناظرة (PDF) .
تعميم
يمكن تعريف الدوال الموجبة المحددة على أي زمرة طوبولوجية أبيلية متراصة محليًا ؛ وتمتد نظرية بوخنر إلى هذا السياق. وتظهر الدوال الموجبة المحددة على الزمر بشكل طبيعي في نظرية تمثيل الزمر على فضاءات هيلبرت (أي نظرية التمثيلات الوحدوية ).
التعريف 2
أو بدلاً من ذلك، دالةيُطلق عليها اسم موجبة-محددة على جوار D للأصل إذاولكل قيمة غير صفرية[ 3 ] [ 4 ]
لاحظ أن هذا التعريف يتعارض مع التعريف 1 المذكور أعلاه.
في الفيزياء، الشرط الذييتم حذفها أحيانًا (انظر، على سبيل المثال، كورني وأولسن [ 5 ] ).
انظر أيضاً
مراجع
- كريستيان بيرج، كريستنسن، بول ريسل. التحليل التوافقي على أنصاف المجموعات ، GTM، سبرينغر فيرلاغ.
- ز. ساسفاري، الدوال الموجبة المحددة والقابلة للتحديد ، أكاديمي فيرلاغ، 1994
- ويلز، JH. ويليامز، إل آر التضمينات والإضافات في التحليل . Ergebnisse der Mathematik und ihrer Grenzgebiete، Band 84. Springer-Verlag، New York-Heidelberg، 1975. vii+108 pp.
ملحوظات
- ↑ تشيني، إليوت وارد (2009). دورة في نظرية التقريب . الجمعية الرياضية الأمريكية. ص 77-78 . ISBN 978-0-8218-4798-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 فبراير 2022 .
- ↑ بوخنر، سالومون (1959). محاضرات في تكاملات فورييه . مطبعة جامعة برينستون.
- ↑ فيرهولست، فرديناند (1996). المعادلات التفاضلية غير الخطية والأنظمة الديناميكية ( الطبعة الثانية). سبرينغر. ISBN 3-540-60934-2.
- ↑ هان، فولفغانغ (1967). استقرار الحركة . سبرينغر.
- ↑ كورني، جيه إف؛ أولسن، إم كيه (19 فبراير 2015). "الحالات النقية غير الغاوسية ودوال ويغنر الموجبة". مجلة Physical Review A. 91 ( 2) 023824. arXiv : 1412.4868 . Bibcode : 2015PhRvA..91b3824C . doi : 10.1103/PhysRevA.91.023824 . ISSN 1050-2947 . S2CID 119293595 .
روابط خارجية
- "الدالة الموجبة المحددة" ، موسوعة الرياضيات ، دار نشر EMS ، 2001 [1994]
- التحليل المعقد
- الأنظمة الديناميكية
- أنواع الوظائف
