全部书籍

专业

应用 关于 Coach 登录 开始阅读

书籍暂未推出简体中文版——当前显示 Bahasa Indonesia 版。

Matematika · 术语表

什么是 Pemulus?

Definisi 12.8 Matematika Universitas — Tahun 3 · 第 12 章 — Ruang Lp

Fungsi

ρ(x)={c exp⁡(−11−∥x∥2)∥x∥<1,0∥x∥≥1,\rho(x) = \begin{cases} c\,\exp\Bigl(-\dfrac{1}{1 - \norm x^2}\Bigr) & \norm x < 1,\\ 0 & \norm x \geq 1, \end{cases}

dengan cc yang menormalkan ∫ρ=1\int\rho = 1, bersifat C∞\mathcal C^\infty pada Rd\R^d: sebab intinya adalah bahwa t↦e−1/t1t>0t \mapsto \eu^{-1/t}\mathbf 1_{t>0} bersifat C∞\mathcal C^\infty pada R\R, dengan semua turunannya di 0+0^+ bernilai 00 (sebab setiap turunannya berbentuk P(1/t)e−1/tP(1/t)\eu^{-1/t} untuk sebuah polinomial PP, yang menuju 00; lewat induksi). Untuk ε>0\varepsilon > 0 tetapkan ρε(x)=ε−dρ(x/ε)\rho_\varepsilon(x) = \varepsilon^{-d}\rho(x/\varepsilon): yang berpendukung di Bˉ(0,ε)\bar B(0, \varepsilon), dan tetap berintegral 11.

示例

Contoh 12.10 (Memuluskan ∣x∣\abs x, beserta lajunya)

Ambillah f(x)=∣x∣f(x) = \abs x pada R\R (yang L1L^1 secara lokal; sehingga teoremanya berlaku pada setiap jendela terbatas) dan sebuah pemulus setangkup ρε\rho_\varepsilon. Maka

fε(x)=(f∗ρε)(x)=∫∣x−y∣ ρε(y)  ⁣dyf_\varepsilon(x) = (f * \rho_\varepsilon)(x) = \int\abs{x - y}\,\rho_\varepsilon(y)\,\dd y

bersifat C∞\mathcal C^\infty; sedangkan jauh dari tekukannya, tak terjadi apa-apa: sebab untuk ∣x∣≥ε\abs x \geq \varepsilon, ∣x−y∣\abs{x - y} linear terhadap xx pada pendukung ρε\rho_\varepsilon, sehingga fε(x)=∣x∣f_\varepsilon(x) = \abs x secara persis (sebab kesetangkupannya membunuh koreksinya). Di dekat 00, pemulusannya berbiaya tepat

0≤fε(0)=∫∣y∣ ρε(y)  ⁣dy≤ε,∥fε−f∥∞≤ε:0 \leq f_\varepsilon(0) = \int\abs y\,\rho_\varepsilon(y)\,\dd y \leq \varepsilon, \qquad \norm{f_\varepsilon - f}_\infty \leq \varepsilon :

sehingga galat penghampirannya terkurung di persekitaran-ε\varepsilon kesingularannya dan seukuran dengannya. Sementara itu fε′′≥0f_\varepsilon'' \geq 0 di mana-mana (sebab ff cembung, dan konvolusi terhadap ρε≥0\rho_\varepsilon \geq 0 mengawetkan kecembungan), dengan ∫fε′′=fε′(∞)−fε′(−∞)=2\int f_\varepsilon'' = f_\varepsilon'(\infty) - f_\varepsilon'(-\infty) = 2: jadi turunan keduanya berupa gundukan bermassa 22 yang terjepit ke dalam lebar O(ε)O(\varepsilon), sehingga ∥fε′′∥∞≳ε−1\norm{f_\varepsilon''}_\infty \gtrsim \varepsilon^{-1}. Jadi pemulusan adalah tukar tambah: galat seragam O(ε)O(\varepsilon) ditukar dengan peledakan turunan O(ε−1)O(\varepsilon^{-1}) — yakni kurs tukar persis yang diformalkan analisis kuantitatif (lewat ketaksamaan interpolasi, yakni lingkaran gagasan Soal 12.1).

在原文中阅读 →