如何直觀地理解阿貝爾變換恒等式?

時間 2021-05-30 15:34:48

1樓:Locietta

高讚提到了Abel變換分部積分的離散版本,不過第一眼看上去可能不太明顯,我當時學到Abel變換的時候完全沒看出來和分部積分有個啥關係嘛(菜),這裡簡單寫一下作為筆記啦。

當然我們也可以把它寫成:

它就是簡單的微分法則 兩邊做一次定積分的結果

那麼離散情形下有沒有上述微分法則的類似物呢?

答案當然是啦。當然在離散情形下就沒有微分了,不過不要慌,我們有差分。

和微分的符號 對應的,差分的符號是,定義為 ,相當於離散的微分(如果微分是無限接近的兩點,那麼差分就是相距1的兩點,沒辦法,離散情況下不能更接近了嘛)

現在讓我們來折騰一下 看看有沒有什麼有趣的結果:

很好,現在我們有乙個和 形式很像的「差分法則」:

嗯...有什麼用呢?

回顧一下,分部積分公式是我們把微分法則兩邊積分得到的,那...

...要不我們求和一下看看?

嗯,有點意思,我們已經很接近了

現在只要把 變為 代到上邊的式子裡,就有

awa這不就是Abel變換嘛!!!

總結:微分法則 有離散形式的類似物

仿照對微分法則積分得到分部積分公式,對離散形式作求和我們就得到了Abel求和公式Abel分部求和

注:1. 這裡的差分指的是前向差分

2. 我更喜歡這個形式的Abel公式(從m到n求和)

因為這形式和分部積分的聯絡更明顯,比較好記

3. 我把叫做Abel變換的差分形式,記不住Abel變換公式的時候,記它也挺不錯(就是記性差(死))

4. 突然發現這好像是我的知乎首答誒\(////)\

2樓:sen

寫出幾項來, 阿貝爾恒等式就沒那麼神秘了,只是乙個簡單的恒等變形:

設,用 來表示數列 的部分和, 即

於是 可寫成

總結起來就是"用部分和數列取代原數列". 而這個想法在中學數學和大學數學中也經常出現,例如下面這個高中數學題:

設 , 設 均為實數且滿足 和 .

求證 .

把問題中的 轉化成它的部分和數列 即可. 我們斷言對於任意的 , 都有 . 原因如下: 因為 , 所以 , 於是

即 .把所要估計的式子寫成 的形式:

這裡用到了條件 . 然後利用每乙個 , 上式

.再來看乙個大學數學中的例子:設無窮級數 收斂, 求證

設 為數列 的部分和數列, 則題目條件就是說數列 收斂, 設 . 把要估計的式子改寫成 .

而 , 所以上面式子的極限是 .

總結一下, 我們既可以把這兩個例子理解為「應用阿貝爾求和公式」,也可以理解為使用了「用部分和數列取代原數列」的想法.

3樓:殘風暗影

大佬回答完證明過程了,,不過既然問題裡著重強調了「直觀理解」,那幾何直觀的話我來拋磚引玉好了(可能大佬從代數式上就已經覺得很直觀了2333)

阿貝爾變換裡的 和 感覺上地位是有一點不同的,畢竟變換完之後 是做了個差分,而 卻做了求和。為什麼不先處理一下原式,讓它看上去「更對稱」一點呢?基於這種模糊的想法,我接下來會把題幹原式裡的記成,那麼原式裡的就變成了 (為什麼選擇處理 而非 ?

可能是因為在幾何上面積更好看出來也好畫吧。)

原式就變成了

之後就是小學生也能看得懂的「階梯形狀」的割補法了。

(好吧,,,我的圖里a和b還是和題主給的標反了→_→大家能明白意思就好)

4樓:予一人

Abel變換,又稱為Abel分部求和(summation by parts),相當於分部積分的離散版本。它的證明比較容易,可以按如下步驟進行:

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