微分算子

微分运算之函数的算子

在数学中, 导数 算子是定义为微分运算之函数的算子。的 多项式 也是一个微分算子。复合微分算子。

正文

在数学中,微分算子是定义为微分运算之函数的算子。首先在记号上,将微分考虑为一个抽象运算是有帮助的,它接受一个函数得到另一个函数(以 计算机科学 中高阶函数的方式)。

当然有理由不单限制于线性算子;例如 施瓦茨 导数是一个熟知的非线性算子。不过这里只考虑线性的情形。

记号

,这里关于哪个变量微分是清楚的,以及 这里指明了变量。类似的 ,……

微分算子的性质

导数 是线性的,即

这里 f 和 g 是函数,而 a 是一个 常数 。

任何以函数为系数之 D 的 多项式 也是一个微分算子。我们也可以通过法则

复合微分算子。需要一些注意:首先算子 中的任何函数系数必须具有 所要求的可微次数。为了得到这样运算的一个环,我们必须假设所用的系数的所有阶导数。第二,这个环不是交换的:一个算子 gD 一般与 Dg 不同。事实上我们有例,如在量子力学中的基本关系: 但这些算子的子环: D 的常系数 多项式 是交换的。它可以另一种方式刻画:它由平移不变算子组成。

微分算子也服从移位 定理 (shift theorem),即