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¿Lo que se refiere a la linealidad múltiple en el mismo differentiability de forma se refiere a la linealidad?

Sabemos que un diferencial de una función existente en un punto implica que dicha función se puede aproximar como una función lineal cerca de este punto (local linealidad).

¿Cuál es el equivalente de la noción de que permite una función para ser aproximada por una función multilineal a nivel local , hace una noción siquiera existen?

Lado de la pregunta que viene a la mente: Otra forma de ver la una que la linealidad es como un mapa que conserva una estructura de espacio Vectorial (mapas de un espacio vectorial en un espacio vectorial).

De forma análoga a lo abstracto de la estructura o espacio, atados con una estructura de preservar el mapa, está relacionado con multi-linealidad.

Lo siento si mi Jerga no es exacta, pero espero que la esencia de mi pregunta es clara.

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Jan D. Puntos 316

Para más tarde conveniencia, vamos a $L^k(\mathbb{R}^n,\mathbb{R}^m)$ denota el espacio vectorial de todas las $k$-lineal mapas de $(\mathbb{R}^n)^{k} \to \mathbb{R}^m$.

Deje $f : U \to \mathbb{R}^m$ ser una función definida en un conjunto abierto $U \subseteq \mathbb{R}^n$. Recordemos que el derivado de $f$ $\mathbf{x} \in U$ es la única transformación lineal $d_\mathbf{x}f : \mathbb{R}^n \to \mathbb{R}^m$, si es que existe, de tal manera que $$ \lim_{h \to 0}\frac{\|f(\mathbf{x}+\mathbf{h})-f(\mathbf{x})-d_\mathbf{x}f(\mathbf{h})\|}{\|\mathbf{h}\|} = 0. $$ Si $f$ realidad es diferenciable en todos los de $U$, entonces la asignación de $\mathbf{x} \mapsto d_\mathbf{x}f$ define una función $f : U \to L^1(\mathbb{R}^n,\mathbb{R}^m)$, por lo que la segunda derivada de $f$ $\mathbf{x} \in U$ si $d_\mathbf{x}(df) : \mathbb{R}^n \to L^1(\mathbb{R}^n,\mathbb{R}^m)$ existe, es el bilineal mapa de $d^2_{\mathbf{x}} f \in L^2(\mathbb{R}^n,\mathbb{R}^m)$ definido por $$ \forall \mathbf{h}_1,\mathbf{h}_2 \in \mathbb{R}^n, \quad d^2_\mathbf{x}f(\mathbf{h}_1,\mathbf{h}_2) := \left(d_{\mathbf{x}}(df)(\mathbf{h}_2)\right)(\mathbf{h}_1). $$ En general, por inducción, si $f$ $k-1$- veces diferenciable en todos los de $U$, el $k$th derivados de $f$ $\mathbf{x} \in U$ si $d_\mathbf{x}(d^{k-1}f) : \mathbb{R}^n \to L^{k-1}(\mathbb{R}^n,\mathbb{R}^m)$ existe, es el $k$-lineal mapa de $d^k_{\mathbf{x}} f \in L^k(\mathbb{R}^n,\mathbb{R}^m)$ definido por $$ \forall \mathbf{h}_1,\dotsc,\mathbf{h}_k \in \mathbb{R}^n, \quad d^k_\mathbf{x}f(\mathbf{h}_1,\mathbf{h}_2) := \left(d_{\mathbf{x}}(d^{k-1}f)(\mathbf{h}_k)\right)(\mathbf{h}_1,\dotsc,\mathbf{h}_{k-1}), $$ y la versión adecuada de Taylor teorema ahora dice que $$ f(\mathbf{x}+\mathbf{h}) = f(\mathbf{x}) + d_{\mathbf{x}}f(\mathbf{h}) + \frac{1}{2}d^2_\mathbf{x}(\mathbf{h},\mathbf{h}) + \cdots + \frac{1}{k!}d^k_{\mathbf{x}}f(\mathbf{h},\dotsc,\mathbf{h}) + o(\|\mathbf{h}\|^k), \quad \mathbf{h} \a 0. $$

Así que ahora, descomponer $\mathbb{R}^n$ $\mathbb{R}^n = \mathbb{R}^{n_1} \times \cdots \times \mathbb{R}^{n_k}$ para algunos enteros positivos $n_1,\dotsc,n_k$$n_1 + \cdots n_k = n$. Supongamos que $f : \mathbb{R}^{n_1} \times \cdots \times \mathbb{R}^{n_k} \to \mathbb{R}^m$ se $k$-lineal. Entonces, de hecho, $$ \forall \mathbf{x}, \mathbf{h} \in \mathbb{R}^n, \quad d^k_{\mathbf{x}}f(\mathbf{h},\dotsc,\mathbf{h}) = k! f(\mathbf{h}), $$ mientras que $d^lf = 0$$l > k$, por lo que el $f$ está determinada únicamente por su primer $k$ derivados en cualquier punto en $\mathbb{R}^n$. Esto sugiere la siguiente definición de trabajo para approximability por un $k$-lineal mapa en un punto:

Deje $f : U \to \mathbb{R}^m$ $k$- veces derivable la función en un conjunto abierto $U \subseteq \mathbb{R}^{n_1} \times \cdots \times \mathbb{R}^{n_k}$. Vamos a definir el $k$-lineal derivado de $f$ $\mathbf{x} \in U$ a de ser la única $k$-lineal mapa de $[f]_{\mathbf{x},k} : \mathbb{R}^{n_1} \times \cdots \times \mathbb{R}^{n_k} \to \mathbb{R}^m$, si es que existe, de tal manera que $$ \forall 1 \leq j \leq k, \quad d^j_{\mathbf{0}}[f]_{\mathbf{x},k} = d^j_{\mathbf{x}}f. $$

Por otro lado, uno puede ver, por ejemplo, a partir del teorema de Taylor, que dos $k$-lineal mapas de $g_1,g_2 : \mathbb{R}^{n_1} \times \cdots \times \mathbb{R}^{n_k} \to \mathbb{R}^m$ son iguales si y sólo si $$ g_1(\mathbf{h}) = g_2(\mathbf{h}) + o(\|\mathbf{h}\|^k), \quad \mathbf{h} \to 0, $$ lo que sugiere las siguientes (nominal?) el debilitamiento de la primera definición de trabajo:

Deje $f : U \to \mathbb{R}^m$ ser una función definida en un conjunto abierto $U \subseteq \mathbb{R}^{n_1} \times \cdots \times \mathbb{R}^{n_k}$. Vamos a definir el $k$-lineal derivado de $f$ $\mathbf{x} \in U$ a de ser la única $k$-lineal mapa de $[f]_{\mathbf{x},k} : \mathbb{R}^{n_1} \times \cdots \times \mathbb{R}^{n_k} \to \mathbb{R}^m$, si es que existe, de tal manera que $$ \lim_{h \to 0}\frac{\|f(\mathbf{x}+\mathbf{h})-f(\mathbf{x})-[f]_{\mathbf{x},k}(\mathbf{h})\|}{\|\mathbf{h}\|^k} = 0. $$

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