विभेदक ऑपरेटर: Difference between revisions
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क्रम-<math>m</math> रैखिक अवकल संकारक [[समारोह स्थान|फलन स्थान]] <math>\mathcal{F}_1</math> से दूसरे फलन स्थान <math>\mathcal{F}_2</math> तक का मानचित्र <math>A</math> है जिसे इस प्रकार लिखा जा सकता है-<math display="block">A = \sum_{|\alpha|\le m}a_\alpha(x) D^\alpha\ ,</math>जहाँ <math>\alpha = (\alpha_1,\alpha_2,\cdots,\alpha_n)</math> गैर-ऋणात्मक [[पूर्णांक|पूर्णांकों]] का बहु-सूचकांक है, <math>|\alpha| = \alpha_1 + \alpha_2 + \cdots + \alpha_n</math> और प्रत्येक अल्फ़ा के लिए, <math>\alpha</math>, <math>a_\alpha(x)</math> ''n''-आयामी स्थान में कुछ खुले क्षेत्र पर एक फलन है।संकारक <math>D^\alpha</math> की व्याख्या इस प्रकार की जाती है<math display="block">D^\alpha = \frac{\partial^{|\alpha|}}{\partial x_1^{\alpha_1}\partial x_2^{\alpha_2}\cdots\partial x_n^{\alpha_n}}</math>इस प्रकार फलन <math>f \in \mathcal{F}_1</math> के लिए-<math display="block"> A f = \sum_{|\alpha|\le m}a_\alpha(x) \frac{\partial^{|\alpha|}f}{\partial x_1^{\alpha_1}\partial x_2^{\alpha_2}\cdots\partial x_n^{\alpha_n}}</math>दो फलनों <math>D(g,f)</math> पर काम करने वाले अवकल संकारक को द्विविभेद संकारक भी कहा जाता है। | क्रम-<math>m</math> रैखिक अवकल संकारक [[समारोह स्थान|फलन स्थान]] <math>\mathcal{F}_1</math> से दूसरे फलन स्थान <math>\mathcal{F}_2</math> तक का मानचित्र <math>A</math> है जिसे इस प्रकार लिखा जा सकता है-<math display="block">A = \sum_{|\alpha|\le m}a_\alpha(x) D^\alpha\ ,</math>जहाँ <math>\alpha = (\alpha_1,\alpha_2,\cdots,\alpha_n)</math> गैर-ऋणात्मक [[पूर्णांक|पूर्णांकों]] का बहु-सूचकांक है, <math>|\alpha| = \alpha_1 + \alpha_2 + \cdots + \alpha_n</math> और प्रत्येक अल्फ़ा के लिए, <math>\alpha</math>, <math>a_\alpha(x)</math> ''n''-आयामी स्थान में कुछ खुले क्षेत्र पर एक फलन है।संकारक <math>D^\alpha</math> की व्याख्या इस प्रकार की जाती है<math display="block">D^\alpha = \frac{\partial^{|\alpha|}}{\partial x_1^{\alpha_1}\partial x_2^{\alpha_2}\cdots\partial x_n^{\alpha_n}}</math>इस प्रकार फलन <math>f \in \mathcal{F}_1</math> के लिए-<math display="block"> A f = \sum_{|\alpha|\le m}a_\alpha(x) \frac{\partial^{|\alpha|}f}{\partial x_1^{\alpha_1}\partial x_2^{\alpha_2}\cdots\partial x_n^{\alpha_n}}</math>दो फलनों <math>D(g,f)</math> पर काम करने वाले अवकल संकारक को द्विविभेद संकारक भी कहा जाता है। | ||
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इसे कभी-कभी एकरूपता संकारक भी कहा जाता है, क्योंकि इसके [[eigenfunction|अभिलक्षणिक फलन (आइगेन फंक्शन)]] ''z'' में [[एकपद]] हैं-<math display="block">\Theta (z^k) = k z^k,\quad k=0,1,2,\dots </math>''n'' चरों में समरूपता संकारक द्वारा दिया गया है<math display="block">\Theta = \sum_{k=1}^n x_k \frac{\partial}{\partial x_k}.</math>जैसा कि एक चर में है, Θ की [[egenspace|अभिलक्षणिक समष्टियां]] समघात फलनों का स्थान हैं। (यूलर की समघात फलन प्रमेय) | इसे कभी-कभी एकरूपता संकारक भी कहा जाता है, क्योंकि इसके [[eigenfunction|अभिलक्षणिक फलन (आइगेन फंक्शन)]] ''z'' में [[एकपद]] हैं-<math display="block">\Theta (z^k) = k z^k,\quad k=0,1,2,\dots </math>''n'' चरों में समरूपता संकारक द्वारा दिया गया है<math display="block">\Theta = \sum_{k=1}^n x_k \frac{\partial}{\partial x_k}.</math>जैसा कि एक चर में है, Θ की [[egenspace|अभिलक्षणिक समष्टियां]] समघात फलनों का स्थान हैं। (यूलर की समघात फलन प्रमेय) | ||
लिखित रूप में, सामान्य गणितीय अभिसमय का पालन करते हुए, अवकल संकारक के तर्क को प्रायः संकारक के स्वयं के दाहिनी ओर रखा जाता है। कभी-कभी एक वैकल्पिक संकेतन का उपयोग किया जाता है- संकारक के बाईं ओर और संकारक के दाईं ओर फलन पर संकारक को लागू करने का परिणाम, और अवकल संकारक को दोनों पक्षों के फलनों में लागू करने पर प्राप्त अंतर को तीर द्वारा निम्नानुसार दर्शाया गया है- | लिखित रूप में, सामान्य गणितीय अभिसमय का पालन करते हुए, अवकल संकारक के तर्क को प्रायः संकारक के स्वयं के दाहिनी ओर रखा जाता है। कभी-कभी एक वैकल्पिक संकेतन का उपयोग किया जाता है- संकारक के बाईं ओर और संकारक के दाईं ओर फलन पर संकारक को लागू करने का परिणाम, और अवकल संकारक को दोनों पक्षों के फलनों में लागू करने पर प्राप्त अंतर को तीर द्वारा निम्नानुसार दर्शाया गया है- | ||
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अवकल समीकरण डेल, जिसे नब्ला भी कहा जाता है, एक महत्वपूर्ण [[यूक्लिडियन वेक्टर|सदिश]] अवकल समीकरण है। यह भौतिकी में प्रायः मैक्सवेल के समीकरणों के अवकल रूप जैसे स्थानों में प्रकट होता है। त्रि-आयामी कार्तीय निर्देशांक में, डेल को इस रूप में परिभाषित किया गया है<math display="block">\nabla = \mathbf{\hat{x}} {\partial \over \partial x} + \mathbf{\hat{y}} {\partial \over \partial y} + \mathbf{\hat{z}} {\partial \over \partial z}.</math>डेल प्रवणता को परिभाषित करता है, और इसका उपयोग विभिन्न वस्तुओं के [[कर्ल (गणित)|कर्ल]], [[विचलन]] और [[लाप्लासियन]] की गणना करने के लिए किया जाता है। | अवकल समीकरण डेल, जिसे नब्ला भी कहा जाता है, एक महत्वपूर्ण [[यूक्लिडियन वेक्टर|सदिश]] अवकल समीकरण है। यह भौतिकी में प्रायः मैक्सवेल के समीकरणों के अवकल रूप जैसे स्थानों में प्रकट होता है। त्रि-आयामी कार्तीय निर्देशांक में, डेल को इस रूप में परिभाषित किया गया है<math display="block">\nabla = \mathbf{\hat{x}} {\partial \over \partial x} + \mathbf{\hat{y}} {\partial \over \partial y} + \mathbf{\hat{z}} {\partial \over \partial z}.</math>डेल प्रवणता को परिभाषित करता है, और इसका उपयोग विभिन्न वस्तुओं के [[कर्ल (गणित)|कर्ल]], [[विचलन]] और [[लाप्लासियन]] की गणना करने के लिए किया जाता है। | ||
== संकारक का अभिसम्युक्त == | == संकारक का अभिसम्युक्त == | ||
{{See also|हर्मिटियन अभिसम्युक्त}} | {{See also|हर्मिटियन अभिसम्युक्त}} | ||
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=== '''एक चर में औपचारिक अभिसम्युक्त''' === | === '''एक चर में औपचारिक अभिसम्युक्त''' === | ||
[[वास्तविक संख्या|वास्तविक]] [[अंतराल (गणित)|अंतराल]] {{open-open|''a'', ''b''}} पर वर्ग-समाकलनीय फलन के फलनात्मक समष्टि में, अदिश गुणनफल को परिभाषित किया गया है<math display="block">\langle f, g \rangle = \int_a^b \overline{f(x)} \,g(x) \,dx , </math>जहाँ ''f''(''x'') के ऊपर की रेखा ''f''(''x'') के सम्मिश्र संयुग्म को दर्शाती है। यदि इसके अलावा कोई शर्त जोड़ता है कि ''f'' या <math>x \to a</math> और <math>x \to b</math> के रूप में समाप्त हो जाता है, तो ''T'' के अभिसम्युक्त को भी इसके द्वारा परिभाषित किया जा सकता है<math display="block">T^*u = \sum_{k=0}^n (-1)^k D^k \left[ \overline{a_k(x)} u \right].</math>यह सूत्र स्पष्ट रूप से अदिश गुणनफल की परिभाषा पर निर्भर नहीं करता है। इसलिए इसे कभी-कभी अभिसम्युक्त संकारक की परिभाषा के रूप में चुना जाता है। जब <math>T^*</math>को इस सूत्र के अनुसार परिभाषित किया जाता है, तो इसे ''T'' का '''औपचारिक अभिसम्युक्त''' कहा जाता है। | [[वास्तविक संख्या|वास्तविक]] [[अंतराल (गणित)|अंतराल]] {{open-open|''a'', ''b''}} पर वर्ग-समाकलनीय फलन के फलनात्मक समष्टि में, अदिश गुणनफल को परिभाषित किया गया है<math display="block">\langle f, g \rangle = \int_a^b \overline{f(x)} \,g(x) \,dx , </math>जहाँ ''f''(''x'') के ऊपर की रेखा ''f''(''x'') के सम्मिश्र संयुग्म को दर्शाती है। यदि इसके अलावा कोई शर्त जोड़ता है कि ''f'' या ''g,'' <math>x \to a</math> और <math>x \to b</math> के रूप में समाप्त हो जाता है, तो ''T'' के अभिसम्युक्त को भी इसके द्वारा परिभाषित किया जा सकता है<math display="block">T^*u = \sum_{k=0}^n (-1)^k D^k \left[ \overline{a_k(x)} u \right].</math>यह सूत्र स्पष्ट रूप से अदिश गुणनफल की परिभाषा पर निर्भर नहीं करता है। इसलिए इसे कभी-कभी अभिसम्युक्त संकारक की परिभाषा के रूप में चुना जाता है। जब <math>T^*</math>को इस सूत्र के अनुसार परिभाषित किया जाता है, तो इसे ''T'' का '''औपचारिक अभिसम्युक्त''' कहा जाता है। | ||
A (औपचारिक रूप से) स्व-अभिसम्युक्त संकारक अपने स्वयं के (औपचारिक) अभिसम्युक्त के बराबर संकारक होता है। | A (औपचारिक रूप से) स्व-अभिसम्युक्त संकारक अपने स्वयं के (औपचारिक) अभिसम्युक्त के बराबर संकारक होता है। | ||
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यदि ''R'' एक वलय है, तो <math>R\langle D,X \rangle</math> को चर ''D'' और ''X'' में ''R'' के ऊपर गैर विनिमेय बहुपद वलय होने दें, और ''I'' ''DX'' − ''XD'' − 1 द्वारा उत्पन्न द्वि पक्षीय क्रम है। तब ''R'' पर अविभाजित बहुपद अवकल संकारकों का वलय भागफल वलय <math>R\langle D,X\rangle/I</math> होता है। यह एक गैर-विनिमेय [[साधारण अंगूठी|सरल वलय]] है। प्रत्येक तत्व को <math>X^a D^b \text{ mod } I</math> रूप के एकपद के ''R''-रैखिक संयोजन के रूप में एक विशिष्ट तरीके से लिखा जा सकता है। यह बहुपदों के यूक्लिडियन विभाजन के अनुरूप का समर्थन करता है। | यदि ''R'' एक वलय है, तो <math>R\langle D,X \rangle</math> को चर ''D'' और ''X'' में ''R'' के ऊपर गैर विनिमेय बहुपद वलय होने दें, और ''I'' ''DX'' − ''XD'' − 1 द्वारा उत्पन्न द्वि पक्षीय क्रम है। तब ''R'' पर अविभाजित बहुपद अवकल संकारकों का वलय भागफल वलय <math>R\langle D,X\rangle/I</math> होता है। यह एक गैर-विनिमेय [[साधारण अंगूठी|सरल वलय]] है। प्रत्येक तत्व को <math>X^a D^b \text{ mod } I</math> रूप के एकपद के ''R''-रैखिक संयोजन के रूप में एक विशिष्ट तरीके से लिखा जा सकता है। यह बहुपदों के यूक्लिडियन विभाजन के अनुरूप का समर्थन करता है। | ||
<math>R[X]</math> (मानक व्युत्पत्ति के लिए) पर अवकल मॉड्यूल | <math>R[X]</math> (मानक व्युत्पत्ति के लिए) पर अवकल मॉड्यूल को <math>R\langle D,X\rangle/I</math> पर [[मॉड्यूल (गणित)|मॉड्यूल]] के साथ पहचाना जा सकता है। | ||
===बहुभिन्नरूपी बहुपद अवकल संकारकों का वलय === | ===बहुभिन्नरूपी बहुपद अवकल संकारकों का वलय === | ||
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*{{springer|title=Differential operator|id=p/d032250}} | *{{springer|title=Differential operator|id=p/d032250}} | ||
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Latest revision as of 11:08, 23 February 2023
File:Laplace's equation on an annulus.svg
वलय पर परिभाषित हार्मोनिक फलन। हार्मोनिक फलन वास्तव में वे फलन होते हैं जो लाप्लास संकारक के कर्नेल में स्थित होते हैं, जो एक महत्वपूर्ण अवकल संकारक है।
गणित में, अवकल संकारक एक संकारक होता है जिसे अवकल संकारक के फलन के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह सहायक है, पहले अंकन के रूप में, अवकलन को एक संक्षेप संकारक के रूप में माना जाता है जो फलन को स्वीकार करता है और एक अन्य फलन (कंप्यूटर विज्ञान में उच्च-क्रम फलन की शैली में) देता है।
यह लेख मुख्य रूप से रैखिक अवकल संकारकों पर विचार करता है, जो कि सबसे सामान्य प्रकार हैं। हालांकि, अरैखिक अवकल संकारक भी उपस्थित हैं, जैसे श्वार्जियन व्युत्पन्न।
परिभाषा
क्रम- रैखिक अवकल संकारक फलन स्थान से दूसरे फलन स्थान तक का मानचित्र है जिसे इस प्रकार लिखा जा सकता है-
जहाँ गैर-ऋणात्मक पूर्णांकों का बहु-सूचकांक है, और प्रत्येक अल्फ़ा के लिए, , n-आयामी स्थान में कुछ खुले क्षेत्र पर एक फलन है।संकारक की व्याख्या इस प्रकार की जाती है
इस प्रकार फलन के लिए-
दो फलनों पर काम करने वाले अवकल संकारक को द्विविभेद संकारक भी कहा जाता है।
अंकन
सबसे सामान्य अवकल संकारक व्युत्पन्न लेने की क्रिया है। चर x के संबंध में प्रथम व्युत्पन्न लेने के लिए सामान्य संकेतन में सम्मिलित हैं-
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