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Gâteaux 导数


XY巴拿赫空间,且设 f:X->Y 为它们之间的函数f 被称为是 Gâteaux 可微的,如果存在一个算子 T_x:X->Y,使得对于所有 v in X,

 lim_(t->0)(f(x+tv)-f(x))/t=T_xv.
(1)

算子 T_x 被称为 fx 处的 Gâteaux 导数。T_x 有时被假定为有界的,尽管在没有这个假设的情况下,Gâteaux 可微性的大部分理论仍然不变。

如果 Gâteaux 导数存在,则它是唯一的。

关于 Gâteaux 导数的一个基本结果是,f 在点 x in X 处是 Gâteaux 可微的,当且仅当所有方向算子

 delta_vf(x)=d/(dt)|_(t=0)f(x+tv)
(2)

存在并形成一个有界 线性算子 Df(x):v|->delta_vf(x)。此外,Gâteaux 导数满足来自基本微积分的许多性质的类似物,包括形式为均值性质

 |f(y)-f(x)|<=|x-y|sup_(0<=theta<=1)|Df(thetax+(1-theta)y)|.
(3)

Fréchet 导数的一个定义涉及 Gâteaux 导数在 X单位球面上的均匀存在性(Andrews 和 Hopper)。 特别是,Fréchet 可微性强于 Gâteaux 意义下的可微性,这意味着每个 Fréchet 可微的函数都自动在 Gâteaux 意义上可微,尽管反之则一般不成立。Andrews 和 Hopper 给出了一些标准,用于确定这两个概念何时等价,同时指出这两个概念在无限维空间的情况下与有限维空间的情况表现出截然不同的行为。


参见

巴拿赫空间, 有界算子, 导数, 可微的, 方向导数, Fréchet 导数, 均值定理

此条目由 Christopher Stover 贡献

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参考文献

Andrews, B. 和 Hopper, C. 黎曼几何中的里奇流。 Berlin: Springer, 2011.

请引用为

Stover, Christopher. "Gâteaux 导数。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源,由 Eric W. Weisstein 创建。 https://mathworld.net.cn/GateauxDerivative.html

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