廣義函數(shù)與基本解第1頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解

物理學(xué)家原本定義的函數(shù)是這樣的“函數(shù)”：

。

第2頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解

物理學(xué)家在20世紀(jì)30年代就廣泛使用函數(shù)討論問題，并獲得相當(dāng)?shù)某晒?。直?0世紀(jì)40年代末，Schwarz等人建立了廣義函數(shù)基礎(chǔ)理論，才為這類奇異“函數(shù)”建立了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論。僅從以上三個方面看，擴(kuò)充函數(shù)概念是很有必要的。下面我們給出廣義函數(shù)的定義。第3頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.1基本空間8.1.1引言第4頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解記號第5頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解1.2基本空間和

首先考慮的基本空間是即具有緊支集的無限次可微函數(shù)組成的空間。所謂一個函數(shù)f(x)的支集，是指集合的閉包，記作在中定義收斂概念如下：第6頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第7頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第8頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第9頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解附注易知中的收斂性比中的收斂性強(qiáng)，反之未必對。例如可取為例8.1.1中的函數(shù)，并定義

易證。第10頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解1.3

基本空間若定義在

上的函數(shù)

滿足條件則稱它是速減函數(shù)。易證，條件(ii)與下述任一個條件等價：第11頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第12頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第13頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解基本空間上的Fourier變換第14頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解Fourier變換的性質(zhì)第15頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解一般地，對任一多重指標(biāo)有第16頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第17頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第18頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解

由此，可以導(dǎo)出分?jǐn)?shù)指數(shù)的Sobolev空間。Parselval等式的重要性可見一斑。第19頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.2廣義函數(shù)空間8.2.1概念與例子

依次把基本空間和上的線形連續(xù)泛函叫作廣義函數(shù),廣義函數(shù)和廣義函數(shù)，它們各自的全體分別組成和廣義函數(shù)空間。有時我們分別簡稱為廣函和廣函空間。廣義函數(shù)又叫作分布，廣義函數(shù)空間又叫分布空間。第20頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第21頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第22頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第23頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.2.2廣義函數(shù)的收斂性第24頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第25頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第26頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.2.3自變量的變換第27頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第28頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第29頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.2.4廣義函數(shù)的微商與乘子第30頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解廣義函數(shù)微商的性質(zhì)：第31頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第32頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第33頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第34頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第35頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.2.5廣義函數(shù)的支集

一個廣義函數(shù)逐點的值是沒有意義的，但是我們有第36頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第37頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第38頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第39頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.2.6廣義函數(shù)的卷積

為了給出廣義函數(shù)卷積的合理定義，先從常義函數(shù)第40頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解

于是，若使廣函卷積是常以函數(shù)卷積的合理推廣，應(yīng)把兩個廣函f與g的卷積定義為第41頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第42頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解廣函卷積的可交換性第43頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第44頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第45頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解廣函卷積的性質(zhì)：第46頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.2.7

第47頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解

廣義函數(shù)Fourier變換的性質(zhì)：第48頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第49頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第50頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.3基本解8.3.1基本解的概念

P(D)的基本解也叫做方程P(D)U=0的基本解。基本解不唯一，因為一個基本解加上方程P(D)U=0的任一個解也滿足方程(8.3.1)，故通常只要求得一個具有奇性的基本解即可（即把滿足齊次方程的線性疊加部分去掉）。第51頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解3第52頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第53頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.3.2第54頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解

現(xiàn)在看Cauchy問題第55頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解第56頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解8.3.3第57頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章廣義函數(shù)與基本解的基本解。第58頁，課件共60頁，創(chuàng)作于202