積分變換

將已知函數變為其他函數的工具

積分變換就是通過參變數積分將一個已知函數變為另一個函數。它在數學理論或其應用中都是一種非常有用的工具。最重要的積分變換有傅里葉變換、拉普拉斯變換。參考書目特蘭台爾著,潘德惠譯的《數學物理中的積分變換》。

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正文


通過參變數積分將一個已知函數變為另一個函數。已知ƒ(x),如果
存在(α、b可為無窮),則稱為核的積分變換。
積分變換無論在數學理論或其應用中都是一種非常有用的工具。最重要的積分變換有傅里葉變換、拉普拉斯變換。由於不同應用的需要,還有其他一些積分變換,其中應用較為廣泛的有梅林變換和漢克爾變換,它們都可通過傅里葉變換或拉普拉斯交換轉化而來。
梅林變換 當,函數
(1)
稱為ƒ(x)的梅林變換,式中為複數。M(s)的梅林反變換則定義為
, (2)
這裡積分是沿直線 進行的。
(1)式與(2)式在一定條件下互為反演公式。例如,設(1)絕對收斂,在任何有限區間上 ƒ(x)是有界變差的,且已規範化:,則由(1)可推得(2),在l空間中也有類似結果。
若以表示的梅林變換, 則在一定條件下,有。在一定條件下,還有下列梅林交換的卷積公式:
式中。
一些簡單函數的梅林變換如表:
積分變換
積分變換
漢克爾變換 設Jγ(x)為у階貝塞爾函數(見特殊函數),ƒ(x)定義於,則稱
(3)
為ƒ(x)的у階漢克爾變換;而稱
(4)
為h(t)的漢克爾反變換。有的作者代替(3)與(4)改用
效果是一樣的。在一定條件下,(3)與(4)成為一對互逆公式,此外,還有
積分變換
一些簡單函數的漢克爾變換如表:
積分變換
積分變換
參考書目
A.Erdélyi, ed.,table of Integral Transforms,Vol. 1, McGraw-Hill, New York, 1954.
特蘭台爾著,潘德惠譯:《數學物理中的積分變換》,高等教育出版社,北京,1959。(C.J.Tranter,Integral Transforms in MatheMatical Physics,2nd ed.,John Wiley & Sons, New York, 1956.)
D.V.Widder,An Introduction to Transform Theory,Academic Press, New York, 1972.