Читать реферат по истории техники: "Обобщенный принцип наименьшего действия" Страница 2

(Назад) (Cкачать работу)

(1.2)

Если функцию включения (1.2) можно представить в виде непрерывной веревки, разложенной на плоской поверхности, то функция Хевисайда представляется той же веревкой, из которой вырезан кусок (сегмент [0,1]) в точке x=0. Обе функции имеют равные односторонние пределы, но разные графики при x=0 и вытекающие из этого свойства.

На первый взгляд, определение (1.2) непривычное, но фактически оно не новое. Когда говорят о значении определенного интеграла от положительной подынтегральной функции, то имеют в виду, что он "равен площади криволинейной трапеции, ограниченной графиком подынтегральной функции, осью абсцисс и прямыми, параллельными оси ординат, построенными на концах отрезка интегрирования" [8].

Поскольку определенный интеграл в конечных пределах от a до b всегда можно выразить с помощью сдвинутых функций включения H(x) через интеграл с бесконечными пределами

(1.3)

то функции включения (1.2) как раз и описывают "прямые, параллельные оси ординат", чего не скажешь о функции Хевисайда (1.1).

Замечание. Из формулы (1.3) следует, что все интегрируемые функции фактически определены на всей оси абсцисс, что позволяет, обладая методикой решения разрывных экстремальных задач, например, приведенной в монографии [5], легко решать их, когда экстремум не внутренний, а достигается на границе замкнутого отрезка [a,b].

Используя определение функции включения (1.2), функцию, изображенную на рис.1, - прямоугольный импульс - можно записать:

Предложенное непротиворечивое определение непрерывной функции включения позволяет адекватно описывать непрерывные кривые в точках математической разрывности. Сам термин "разрывная функция" выбран несколько неудачно. Фактически мы имеем дело с непрерывными функциями, обладающими многозначностью мощности континуума. Действительно разрывными являются функции типа функции Хевисайда (1.1), но фактически, когда говорится о "разрывных функциях", в большинстве случаев имеются в виду функции вида (1.2).

Интересно отметить, что популярные пакеты компьютерных программ для решения прикладных задач и построения графиков EUREKA и MATHEMATICS дают графическое изображение функции включения, записанной как H(x)=(1+sgn(x))/2, именно в виде формулы (1.2). В монографии [5] в графиках также используется непрерывная функция включения (1.2), хотя это определение и не приводится.

Наглядное представление d -функции в виде обычной функции в математической литературе отрицается, поэтому при решении экстремальных негладких и разрывных задач понятие d -функции не используется [3, 5]. Для аналитического решения экстремальных задач требуется уточнение определения в d -функции.

Для уточнения определения введенной Дираком сингулярной функции - d -функции введем d -образную эквивалентную последовательность [6, 9] через функции включения (1.2)

(1.4)

При любом значении a существует интеграл

и предел формулы (1.4) при a- 0 является d -функцией, т.е.

(1.5)

Так определенная (1.4)-(1.5) d -функция является пределом непрерывного графика прямоугольного импульса высотой 1/2a и шириной 2a. При a- 0 высота "стенок" прямоугольного импульса неограниченно

Похожие работы