📜  分数论文 (1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:22:38.039000             🧑  作者: Mango

分数论文介绍

分数论文指的是研究分数阶微积分及其在各领域应用的论文。分数阶微积分是指将普通微积分中的整数阶导数扩展至实数或复数阶的微积分理论,其数学基础是分数阶导数与分数阶积分。分数阶微积分在信号处理、控制理论、生物医学工程、金融工程等领域有广泛的应用。

分数阶导数

分数阶导数是指将普通导数中的整数阶导数拓展至实数或复数阶的导数。其定义为:

$$_0D_t^\alpha f(t)=\frac{1}{\Gamma(n-\alpha)}\frac{d^n}{dt^n}\int_0^t\frac{f(\tau)}{(t-\tau)^{\alpha+1-n}}d\tau$$

其中,$\alpha$为分数阶导数,$\Gamma$为伽玛函数,$n$为比$\alpha$大的最小整数。分数阶导数的算子$_0D_t^\alpha$在某些指定的区间内是可以连续的,因此可以称之为分数阶微分算子。

分数阶积分

分数阶积分是指将普通积分中的整数阶积分拓展至实数或复数阶的积分。其定义为:

$$_0I_t^\alpha f(t)=\frac{1}{\Gamma(\alpha)}\int_0^t\frac{f(\tau)}{(t-\tau)^{1-\alpha}}d\tau$$

其中,$\alpha$为分数阶积分,$\Gamma$为伽玛函数。分数阶积分的算子$_0I_t^\alpha$也是可以连续的。

分数阶微分方程

分数阶微分方程是指将普通微分方程中的整数阶导数扩展至实数或复数阶的微分方程。其形式为:

$$_0D_t^\alpha y(t)=f(t,y(t))$$

其中,$y(t)$为未知函数,$\alpha$为分数阶导数,$f(t,y(t))$为已知函数。对于一般的分数阶微分方程,通常需要采用数值方法进行求解。

应用领域

分数阶微积分在信号处理、控制理论、生物医学工程、金融工程等领域有广泛的应用。例如,在信号处理中,分数阶微分可以用来提高信噪比、降低机器人运动误差;在控制理论中,分数阶微分可以用来设计非整数阶控制器、优化控制性能;在生物医学工程中,分数阶微分可以用来建立生物组织电生理模型或生物信号的解析表示;在金融工程中,分数阶微分可以用来建立跟踪指数或股票价格的模型。

# 分数论文介绍

分数论文指的是研究分数阶微积分及其在各领域应用的论文。分数阶微积分是指将普通微积分中的整数阶导数扩展至实数或复数阶的微积分理论,其数学基础是分数阶导数与分数阶积分。分数阶微积分在信号处理、控制理论、生物医学工程、金融工程等领域有广泛的应用。

## 分数阶导数

分数阶导数是指将普通导数中的整数阶导数拓展至实数或复数阶的导数。其定义为:

$$_0D_t^\alpha f(t)=\frac{1}{\Gamma(n-\alpha)}\frac{d^n}{dt^n}\int_0^t\frac{f(\tau)}{(t-\tau)^{\alpha+1-n}}d\tau$$

其中,$\alpha$为分数阶导数,$\Gamma$为伽玛函数,$n$为比$\alpha$大的最小整数。分数阶导数的算子$_0D_t^\alpha$在某些指定的区间内是可以连续的,因此可以称之为分数阶微分算子。

## 分数阶积分

分数阶积分是指将普通积分中的整数阶积分拓展至实数或复数阶的积分。其定义为:

$$_0I_t^\alpha f(t)=\frac{1}{\Gamma(\alpha)}\int_0^t\frac{f(\tau)}{(t-\tau)^{1-\alpha}}d\tau$$

其中,$\alpha$为分数阶积分,$\Gamma$为伽玛函数。分数阶积分的算子$_0I_t^\alpha$也是可以连续的。

## 分数阶微分方程

分数阶微分方程是指将普通微分方程中的整数阶导数扩展至实数或复数阶的微分方程。其形式为:

$$_0D_t^\alpha y(t)=f(t,y(t))$$

其中,$y(t)$为未知函数,$\alpha$为分数阶导数,$f(t,y(t))$为已知函数。对于一般的分数阶微分方程,通常需要采用数值方法进行求解。

## 应用领域

分数阶微积分在信号处理、控制理论、生物医学工程、金融工程等领域有广泛的应用。例如,在信号处理中,分数阶微分可以用来提高信噪比、降低机器人运动误差;在控制理论中,分数阶微分可以用来设计非整数阶控制器、优化控制性能;在生物医学工程中,分数阶微分可以用来建立生物组织电生理模型或生物信号的解析表示;在金融工程中,分数阶微分可以用来建立跟踪指数或股票价格的模型。