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Analysis » Funktionalanalysis » Identität gilt auch wenn: Reelle Zahl -> Operator ??
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Universität/Hochschule J Identität gilt auch wenn: Reelle Zahl -> Operator ??
thyme
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2012-01-15 02:30


Hallo,

ich betrachte folgende Identität:
fed-Code einblenden

Wenn ich aber sage, dass A ein Operator ist, dann gilt diese Identität scheinbar auch... jedenfalls sehe ich das gerade in einem Paper.
Wenn A eine reelle Zahl ist, gehe ich über den Residuensatz. Aber wenn A ein Operator ist...
Wieso macht das keinen Unterschied?

Auf Wikipedia meine ich irgendetwas diesbezüglich mit dem Hille-Yosida Theorem gesehen zu haben. Aber das scheint mir momentan für mich etwas overkill...

PS: Ich frage hier weniger nach einem Beweis, sondern eher nach einer anschaulichen Erklärung... wenn das geht...



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Gockel
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2012-01-15 02:49


Hi.

So etwas funktioniert natürlich nicht einfach so. Das macht nicht "keinen Unterschied", das ist ein gewaltiger Unterschied! Das ist etwas sehr Spezielles und hochgradig Nichttriviales, falls solch ein Schritt von Zahlen zu Operatoren funktionieren sollte. Dahinter stecken ausgeklügelte Ideen, die man auch nicht einfach mal so erklären kann. (Stichwort Funktionalkalküle und Operatorhalbgruppen)
Hille-Yosida ist keineswegs Overkill, sondern ein gutes Beispiel dafür, wie kompliziert diese Frage in Wirklichkeit nämlich ist.

Übrigens ist dein Beispiel, wo immer du das her hast, noch mit der zusätzlichen und keineswegs zu unterschätzenden Nichttrivialität ausgestattet, dass dieses Integral überhaupt nicht existiert. Wenn überhaupt, dann muss man das als Gleichung für Distributionen interpretieren, selbst dann ist die Gleichung noch falsch (weil der Fall A=E nicht berücksichtigt wird, in welchem noch eine Delta-Distribution auftaucht), und dieses ganze Gewusel wird auf der Operatorenseite extrem haarig, um es mal freundlich auszudrücken.

mfg Gockel.


-----------------
Schwarzer Magier der Drachengilde,
Besitzer der magischen Ringe von Dedekind, Artin und Noether,
Verteidiger der aufgelösten Gruppen,
Hüter von SirJectives Freundschaft.

[ Nachricht wurde editiert von Gockel am 15.01.2012 02:59:52 ]



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thyme
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2012-01-15 03:01


Danke für deine Antwort.

Das "overkill" bezog ich auf mich... es sah für mich "zu schwer" aus, bzw. nach einem Weg, der mit zu weit weg von meinem eigentlichen Weg führt.

Es geht um Quantenmechanik, in dem Fall um den Erwartungswert einer Resolvente:
fed-Code einblenden

Die Psi sind hier Zustandsvektoren aus dem Hilbertraum... Das steht da im Paper ohne weiteren Kommentar. Also muss es auch irgendwie für einen Physiker machbar sein... ich weiß nur nicht wie.



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Chandler
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2012-01-15 11:44


Hallo thyme,

Hille-Yosida ist eigentlich das passende Stichwort, da man solche Fragen durch Betrachtung von Co-Halbgruppen beantworten kann.

Die Sache könnte jedoch mehr oder weniger kompliziert sein. Ist dein Operator A beschränkt oder unbeschränkt. Ist er selbstadjugiert?

Solche Informationen gehen in einer "physikalische" Betrachtung natürlich unter. Und in dem Paper steht die Beziehung natürlich ohne weiteren Kommentar, da die mathematische Begründung sehr viel komplizierter ist als Platz in diesem Artikel. Ein Physiker soll sich dann mit der Begründung zufrieden geben, dass es doch auch für reelle stimmt.



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thyme
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2012-01-15 17:42


Aha, vielen Dank für die Antwort.

Aber ändert sich die Sache nicht in dem Fall, wenn ich die Vektoren Psi (wie in meinem zweiten Beitrag) dazuschreibe? Denn dann stehen links und rechts im Grunde keine Operatoren mehr, sondern Erwartungswerte, d.h. reelle Zahlen...
Nur im Erwartungswert steht der Operator halt noch... aber er verschwindet ja dann eigentlich...

Also, falls es wirklich keinen einfachen/anschaulichen Weg gibt, muss ich wohl so tun, als ob es für Operatoren und Zahlen das gleiche ist...



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Chandler
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Mitteilungen: 182
Aus: Hamburg
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2012-01-15 21:34


Also ich versuche mich mal: (X Banachraum)

Sei \{ T(t) \}_{t \in \mathbb{R}^+_0}  eine C0-Halbgruppe mit Erzeuger  B =-i A , wobei A selbstadjungiert ist (Stichwort Satz von Stone). Wir schreiben dann  T(t) =: e^{-itA} . Es gilt folgender Satz:

Existiert für ein  z \in \mathbb{C} der Limes
 - \lim_{t \rightarrow \infty} \int_0^t e^{-zs} T(s) x ~ds  für alle  x \in  X, dann gilt:

(B-z)^{-1} x = - \lim_{t \rightarrow \infty} \int_0^t e^{-zs} T(s) x ~ds



Für deinen Fall heißt das also z= -i E

(-iA+iE)^{-1} \Psi = - \int_0^\infty e^{iE s} e^{-isA} \Psi~ds



Meine Frage ist nun, ob dich der Beweis des Satzes interessiert (, welcher neben den üblichen Definitionen für C0-Halbgruppen, kaum tieferes Wissen benötigt).

Falls dein Operator A wirklich selbstadjungiert ist, und das Integral  existiert, dann stimmt deine Formel auf jeden Fall im starken Sinne, d.h. angewendet auf einen Vektor.
Ich denke, es ist dann möglich und klar, wie man durch das Skalarprodukt auf deine zweite Formel kommt.


P.S: Das Integral kann man übrigens hier als einfaches Riemannintegral interpretieren, d. h. als Grenzwert von Summen.
[ Nachricht wurde editiert von Chandler am 15.01.2012 21:57:52 ]



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