Delta de Dirac

Da Thinkfn

A distribuição delta de Dirac. A Delta de Dirac ou, como costuma ser impropriamente chamada, a função Delta de Dirac, introduzida por Paul Dirac, é uma função nula em todo o seu domínio excepto em x = 0, ponto no qual é infinito . Esta função é normalmente representada por δ(x) e o análogo desta função no domínio discreto é o Delta de Kronecker. Note-se que o Delta de Dirac não é uma função mas sim uma distribuição.

Definição

\delta(x) = \begin{cases} \infty, & x = 0 \\ 0, & x \ne 0 \end{cases}
\int_{-\infty}^{\infty} \delta(x) dx = 1\,


A Delta de Dirac possui a seguinte propriedade:


\int\delta(x-x^\prime)f(x)dx = f(x^\prime)\,


Aplicação em Física

Em física, ela é usada para representar densidades de objectos pontuais (ex. carga pontual)

Aplicação em Estatística

Em estatística, ela permite generalizar as fórmulas para variáveis aleatórias discretas e contínuas, por exemplo:

O valor esperado de uma variável aleatória contínua é escrito como:

  • E[X] = \int x f(x) dx\,


Por outro lado, o valor esperado de uma variável aleatória discreta é escrito como:

  • E[X] = \sum x_i p(x_i)\,


O uso da Delta de Dirac permite unificar estas duas fórmulas, definindo-se a função densidade de probabilidade de uma variável aleatória contínua por:

  • f(x) = \sum p(x_i) \delta(x - x_i)\,


Integral

Em certo sentido, pode-se dizer que a delta de Dirac é a derivada da função de passo Heaviside, ou que a integral da delta de Dirac é a função de passo Heaviside:


 H(x) = \int_{-\infty}^x { \delta(t)} \mathrm{d}t

Referências

Física matemática, Eugene Butkov, ed. Campus 1995


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