加托导数
加托导数
数学上,加托导数(英文: Gâteaux 导数)是微分学中的方向导数的概念的推广。
介绍
它以勒内·加托命名,他是一位法国数学家,年青时便死于第一次世界大战。它定义于局部凸的拓扑向量空间上,可以和巴拿赫空间上的弗雷歇导数作对比。二者都经常用于形式化泛函导数的概念,常见于变分法和物理学,特别是量子场论。和其他形式的导数不同,加托导数是非线性的。
定义
假设X和Y是局部凸拓扑向量空间,(例如巴拿赫空间),是开集合(open set),且。F在点沿着方向的加托偏微分(Gâteaux differential) 定义为
如果极限存在。固定u若对于所有都存在,则称F在是加托可微(Gâteaux differentiable )。若F在u是加托可微,称为在u的加托导数。
称F是在U中连续可微的,若是连续的。
属性
若加托导数存在,则其为唯一。
对于每个,加托导数是一个算子。该算子是齐次的,使得,但是它通常不是可加的,并且,因此而不总是线性的,不像Fréchet导数
例子
令X为一个在欧几里得空间亨利·勒贝格可测集上的平方可积函数的希尔伯特空间,也就是说是勒贝格可测集。泛函由给出,其中F是一个定义在实数上的可微实值函数且而u为定义在的实数值函数,则加托微分为内积形式,其积分形式为。
更详细的说:
令(并假设所有积分有定义),得到内积::
上式表达式称为泛函E在处关于增量的加托导数,其中为泛函E在处的加托导数。
参看
• 导数 (推广)
参考资料

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目录
概述
介绍
定义
属性
例子
参看
参考资料