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Hay un continuo Taylor/MacLaurin de transformación (como la transformada de Fourier)?

De mi consideración podría ser absurdo total (como un estudiante de secundaria, me falta el conocimiento matemático para comprobar realmente mi idea), pero me preguntaba si se podía encontrar a un continuo generalización de la serie de Taylor comparable a la continua transformación de Fourier.

Como la transformada de Fourier, se descompone en una función de $f(t)$ en una suma de funciones trigonométricas con un resultado $\hat{f}(\omega)=\mathcal{F}(f)(\omega)$ con el dominio de las frecuencias, se podría definir un Taylor transformar $\mathcal{T}(f)$ que operará en $n$th derivados?

En lugar de las funciones trigonométricas en la transformada de Fourier, $f$ sería descomponer en una suma de polinomios de la forma $\frac{1}{n!}x^n$.

Por lo tanto, es una operación válida para generalizar la serie de Taylor para valores continuos de $n$ (es decir, el uso de las integrales en lugar de sumas)? Mi enfoque ingenuo sería

$$f(t) = \intop_0^{\infty} \mathcal{T}(f)(n)\cdot \frac{t^n}{\Gamma(n+1)} \mathrm{d}n$$

Así que, de hecho, la transformación sería definir (o al menos exigir) no enteros, derivados de una función. Hacer estos existen (como un no-entero iteración de funciones puede ser definido también)?

Ejemplo: Suponiendo que $\frac{\mathrm{d}^ne^x}{\mathrm{d}x^n}(0) = 1$ cualquier $x\in \mathbb{R}$, me iba a venir para arriba con

$$e^t = \intop_0^{\infty} \frac{t^n}{\Gamma(n+1)} \mathrm{d}n$$ como un continuo de la versión de

$$e^t = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{t^n}{n!}$$

Por lo tanto $$\mathcal{T}(e^t)(n) = 1,\,n\in\mathbb{R}$$

Es una transformación como he explicado posible, o - en el caso de que - incluso de alguna manera útil?

9voto

Nathan Long Puntos 6704

La transformada de Laplace hace exactamente lo que estás hablando. Los polinomios no necesariamente en la forma${1 \over n!} x^n$, pero puede ser sustituido en ese formulario.

Echa un vistazo a esta conferencia por Arthur Mattuck del MIT para los detalles.

4voto

James A. Rosen Puntos 25774

Nunca he pensado en ello como una generalización de la serie de Taylor, pero lo que describes suena como el Mellin de transformación, que se define como

$$\hat{f}(s) = \int_0^{\infty}x^{s-1} f(x)\mathrm{d}x$$

Se utiliza mucho en ciertas ramas de la física de altas energías de la teoría (que es como se me ocurre para saber acerca de ella). El artículo de la Wikipedia vinculado anteriormente se describen algunos otros usos.

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