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第十九章 广义函数

19.1 试验函数空间

定义 19.1(试验函数空间 $\mathcal{D}$) $\mathcal{D}(\mathbb{R}^n)$(或记为 $C_c^{\infty}(\mathbb{R}^n)$)是 $\mathbb{R}^n$ 上具有紧支集的无穷次可微函数全体。

收敛性: $\varphi_k \to \varphi$ 在 $\mathcal{D}$ 中是指: 1. 存在紧集 $K$,使所有 $\varphi_k$ 的支集含于 $K$ 2. 对任意多重指标 $\alpha$,$D^{\alpha}\varphi_k$ 在 $K$ 上一致收敛于 $D^{\alpha}\varphi$

19.2 广义函数(分布)

定义 19.2(广义函数) $\mathcal{D}$ 上的连续线性泛函称为广义函数(或分布),其全体记为 $\mathcal{D}'$。

例 19.1(正则分布) 设 $f$ 是局部可积函数,则 $$T_f(\varphi) = \int f(x)\varphi(x)dx$$ 定义了一个广义函数。

例 19.2(Dirac $\delta$函数) $$\delta(\varphi) = \varphi(0)$$ 这不是正则分布。

19.3 广义函数的运算

加法与数乘: 自然定义

乘子: 光滑函数 $g$ 与广义函数 $T$ 的乘积 $$(gT)(\varphi) = T(g\varphi)$$

导数: $$D^{\alpha}T(\varphi) = (-1)^{|\alpha|}T(D^{\alpha}\varphi)$$

性质: 广义函数无穷次可微。

例: $\delta'$ 的定义 $$\delta'(\varphi) = -\varphi'(0)$$

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