【趣味數(shù)學題】熱核
鄭濤(Tao Steven Zheng)著
【問題】
證實正態(tài)分布(normal distribution)
滿足熱傳導方程(heat equation)[1] (
是常數(shù),
), 以初始條件為
,其中
是 狄拉克δ函數(shù)(Dirac delta function)[2]。
[1] 熱傳導方程(heat equation) 相等于
。
[2] 狄拉克δ函數(shù)(Dirac delta function)定義為 。


【題解】
求 對于
的一階偏導數(shù) (first partial derivative):
求 對于
的一階偏導數(shù) (first partial derivative):
求 對于
的二階偏導數(shù) (second partial derivative):
因此,
熱傳導方程 兩側是相等的!
狄拉克δ函數(shù)實際上是一個分布(distribution),而不是一個函數(shù)(分布可以說是比較廣義的函數(shù))。事實上,該分布可以用極限來定義
?
所以,狄拉克δ函數(shù)(Dirac delta function)自動滿足初始條件 。

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