Differenz zwischen ΔΔ\Delta, ddd und δδ\delta

Ich habe den Thread über den Unterschied zwischen den Operatoren gelesen δ und d , beantwortet aber meine Frage nicht.

Ich bin verwirrt über die Notation für Änderungen in der Physik. In Mathematik, δ und Δ beziehen sich im Wesentlichen auf dasselbe, dh auf Veränderung. Das bedeutet, dass Δ x = x 1 x 2 = δ x . Der Unterschied zwischen δ und d ist auch in der Differentialrechnung klar und deutlich. Wir wissen das d j d x ist immer ein Operator und kein Bruch, wohingegen δ j δ x ist eine unendlich kleine Veränderung.

In der Physik ist die Unterscheidung jedoch nicht so klar. Kann jemand ein klareres Bild bieten?

Nicht vergessen entweder! :-)
"Wir wissen das d j d x ist immer ein Operator und kein Bruch, wohingegen δ j δ x ist eine infinitesimale Änderung." Der Operator wäre d / d x , nicht d j / d x . Außerdem ist es tatsächlich gültig zu berücksichtigen d j / d x als Quotient zweier infinitesimaler Zahlen. So haben Physiker, Mathematiker und Ingenieure Hunderte von Jahren nach der Erfindung der Analysis darüber nachgedacht, und Abraham Robinson hat bewiesen, dass ca. 1960, dass dies nicht zu logischen Widersprüchen führte. Es gibt sogar ein Rechenbuch für Studienanfänger, das diesen Ansatz verwendet: math.wisc.edu/~keisler/calc.html
Sie sollten Ihre verwandte Frage zu math.SE erwähnt haben .
@b_jonas Nicht vergessen d entweder! :)
Nicht vergessen entweder! Oder D die kovariante Ableitung.
Oder Feynmans D ... Oder Diracs Es gibt sogar ein Quadrat □

Antworten (2)

Das Symbol Δ bezieht sich auf eine endliche Variation oder Änderung einer Größe – mit endlich meine ich eine, die nicht unendlich klein ist.

Die Symbole d , δ beziehen sich auf infinitesimale Variationen oder Zähler und Nenner von Ableitungen.

Der Unterschied zwischen d und δ ist das d X wird nur verwendet, wenn X ohne das d ist eine tatsächliche Größe, die gemessen werden kann (dh als Funktion der Zeit), ohne Mehrdeutigkeit über die "additive Verschiebung" (dh über die Frage, welches Niveau deklariert wird). X = 0 ). Auf der anderen Seite sprechen wir manchmal von kleinen Beiträgen zu Gesetzen, die nicht aus einer wohldefinierten Menge extrahiert werden können, die von der Zeit abhängt.

Ein Beispiel, der erste Hauptsatz der Thermodynamik .

d U = δ Q δ W
Die linke Seite hat d U , die Änderung der Gesamtenergie U des Systems, das eigentlich eine wohldefinierte Funktion der Zeit ist. Das Gesetz sagt, dass es gleich der unendlich kleinen Wärme ist δ Q dem System während des Wechsels zugeführt wird, abzüglich der verschwindend geringen Arbeit δ W vom System erledigt. Alle drei Begriffe sind gleich infinitesimal, aber es gibt nichts wie "Gesamtwärme". Q oder "Gesamtwerk" W die zurückverfolgt werden konnten – wir ermitteln nur die Veränderungen (Ströme, Arbeit) dieser Dinge.

Außerdem muss man das Symbol verstehen für partielle Ableitungen – Ableitungen von Funktionen vieler Variablen, für die die verbleibenden Variablen fest gehalten werden, z f ( x , j ) / x und ähnlich j im Nenner.

Unabhängig davon, δ wird manchmal in der Funktionsrechnung für Funktionale verwendet – Funktionen, die von ganzen Funktionen (dh unendlich vielen Variablen) abhängen. In diesem Zusammenhang, δ verallgemeinert d und hat eine andere Bedeutung, näher an d , als δ am Beispiel von δ W und δ Q Oben. Genau wie wir d j = f ' ( x ) d x für gewöhnliche Derivate im Fall einer Variablen haben wir möglicherweise δ S = a b d t C ( t ) δ x ( t ) wo das Integral da ist, weil S hängt von unzähligen Variablen ab x ( t ) , eine Variable für jeden Wert von t .

In der Physik muss man darauf vorbereitet sein d , δ , Δ kann für viele andere Dinge verwendet werden. Beispielsweise gibt es eine δ -Funktion (eine Verteilung, die nur für nicht verschwindend ist x = 0 ) und seine unendlichdimensionale, funktionale Verallgemeinerung genannt Δ [ f ( x ) ] . Das ist eine Funktion, die nur für ungleich Null ist f ( x ) = 0 für jeden x und das Integral D f ( x ) Δ [ f ( x ) ] = 1 . Beachten Sie, dass für funktionale Integrale (über die unendlichdimensionalen Räume von Funktionen) das Integrationsmaß angegeben ist D und nicht d .

Ich denke, dass wir im Prinzip die Gesamtwärme, die dem System zugeführt/von diesem abgegeben wird, sowie die seit einem bestimmten Moment geleistete Gesamtarbeit berücksichtigen könnten. Die innere Energie ist auf diese Weise nicht viel besser, weil wir normalerweise einige Teile davon vergessen (Schwingungsmodi, Ruhemasse, Bindungsenergien usw.). Ich bin es gewohnt zu denken, dass wir nicht schreiben d Q oder d W weil dies bedeuten würde, dass wir es mit totalen Differentialen zu tun haben, d.h. Q und W sind „Staatsaufgaben“. Sie sind es jedoch nicht, und wir schreiben δ Q und δ W um diese Tatsache zu betonen.
Recht, Q und W sind keine Staatsaufgaben. Das ist gleichbedeutend mit der Aussage, dass die "Gesamtwärme, die dem System zugeführt / aus dem System abgegeben wird" und die "Gesamtarbeit", die seit einem bestimmten Moment geleistet wird, davon abhängen, welchen Moment wir wählen.
Nun, ihre Summe hängt auch von diesem Moment ab, aber sie ist dennoch eine Funktion des Zustands – sie ist es U plus eine Konstante, die vom Moment abhängt.
Oder Unterschied, je nach Ihren Definitionen.

In vielen Büchern wird der Unterschied zw d und δ ist, dass wir im ersten Fall das Differential einer Funktion und im zweiten Fall die Variation einer Funktion haben.