1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التفاضل و التكامل :

Differential Operator

المؤلف:  Arfken, G

المصدر:  Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, 1985.

الجزء والصفحة:  ...

15-5-2018

2276

Differential Operator

The operator representing the computation of a derivative,

 D^~=d/(dx),
(1)

sometimes also called the Newton-Leibniz operator. The second derivative is then denoted D^~^2, the third D^~^3, etc. The integral is denoted D^~^(-1).

The differential operator satisfies the identity

 (2x-d/(dx))^n1=H_n(x),
(2)

where H_n(x) is a Hermite polynomial (Arfken 1985, p. 718), where the first few cases are given explicitly by

H_1(x) = 2x-(partial1)/(partialx)
(3)
= 2x
(4)
H_2(x) = 2x(2x)-(partial(2x))/(partialx)
(5)
= 4x^2-2
(6)
H_3(x) = 2x(4x^2-2)-(partial(4x^2-2))/(partialx)
(7)
= 8x^3-12x.
(8)

The symbol theta can be used to denote the operator

 theta=xd/(dx)
(9)

(Bailey 1935, p. 8). A fundamental identity for this operator is given by

 (xD^~)^n=sum_(k=0)^nS(n,k)x^kD^~^k,
(10)

where S(n,k) is a Stirling number of the second kind (Roman 1984, p. 144), giving

(xD^~)^1 = xD^~
(11)
(xD^~)^2 = xD^~+x^2D^~^2
(12)
(xD^~)^3 = xD^~+3x^2D^~^2+x^3D^~^3
(13)
(xD^~)^4 = xD^~+7x^2D^~^2+6x^3D^~^3+x^4D^~^4
(14)

and so on (OEIS A008277). Special cases include

theta^ne^x = e^xsum_(k=0)^(n)S(n,k)x^k
(15)
theta^ncosx = cosxsum_(k=0)^(n)(-1)^kS(n,2k)x^(2k)+sinxsum_(k=1)^(n)(-1)^kS(n,2k-1)x^(2k-1)
(16)
theta^nsinx = cosxsum_(k=1)^(n)(-1)^(k+1)S(n,2k-1)x^(2k-1)+sinxsum_(k=0)^(n)(-1)^kS(n,2k)x^(2k).
(17)

A shifted version of the identity is given by

 [(x-a)D^~]^n=sum_(k=0)^nS(n,k)(x-a)^kD^~^k
(18)

(Roman 1984, p. 146).

 


 

REFERENCES:

 

Arfken, G. Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, 1985.

Bailey, W. N. Generalised Hypergeometric Series. Cambridge, England: University Press, 1935.

Roman, S. The Umbral Calculus. New York: Academic Press, pp. 59-63, 1984.

Sloane, N. J. A. Sequence A008277 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي