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第2357题:微分算子



关于微分算子,以下哪项是错误的?

 

A. 微分算子(一般用 DD 表示)是一个作用于可微函数的运算,其输出是该函数的导数或导数的线性组合,可将函数映射为另一个函数。

 

B. 定义一阶微分算子 D=ddxD=\dfrac{d}{dx} ,作用于函数 f(x)f(x)D[f(x)]=ddxf(x) D[f(x)]=\dfrac{d}{dx} f(x) =f(x)=f'(x)  ,例如:


算子:D=ddxD=\dfrac{d}{dx}


函数:f(x)=3x2+sinxf(x)=3x^2+\sin x


作用:D[f]=ddx(3x2+sinx)D[f]=\dfrac{d}{dx}(3x^2+sinx)


=6x+cosx =6x+\cos x

 

C. 定义二阶微分算子 D2=d2dx2D^2=\dfrac{d^2}{dx^2} ,作用于函数 f(x)f(x)D2[f(x)]=d2dx2f(x)D^2[f(x)]=\dfrac{d^2}{dx^2} f(x) =f(2)(x)=f^{(2)}(x) ,例如:


算子:D2=d2dx2D^2=\dfrac{d^2}{dx^2}


函数:f(x)=e(2x)f(x)=\mathrm{e}^{(2x)}


作用:D2[f]=d2dx2(e(2x))D^2[f]=\dfrac{d^2}{dx^2}(\mathrm{e}^{(2x)})


=ddx(2e(2x))=\dfrac{d}{dx}(2\mathrm{e}^{(2x)})


=4e(2x) =4\mathrm{e}^{(2x)}

 

D. 定义线性组合算子:L=\mathcal{L} = 2D23D+52D^2-3D+5


函数:f(x)=x3f(x)=x^3


作用:L[f]=2d2dx2(x3)\mathcal{L} [f]=2 \dfrac{d^2}{dx^2} (x^3) 3ddx(x3)+5 -3\dfrac{d}{dx} (x^3) +5


=12x9x2+5=12x-9x^2+5

 

E. 设线性组合算子 L\mathcal{L} 对函数 y(x)y(x) 作用得到函数 f(x)f(x)L[y(x)]=f(x)\mathcal{L} [y(x)]=f(x) ,若存在算子 L1\mathcal{L} ^{-1} 使得 yp=L1[f(x)]y_p=\mathcal{L} ^{-1} [f(x)]  是方程的一个特解,称 L1\mathcal{L} ^{-1}L \mathcal{L}  的逆算子. 逆算子也叫积分算子,并不是将映射后的函数“逆”回去,它只是求特解的工具.

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