• ベストアンサー

平均化関数

平均化関数 W というのがあり、物理量 f(x)を、平均化された関数 < f(x) > < f(x) > =∫ W( x - x', h ) f(x') dx' h でどの程度平均化されるか決まる で表すとあったのですが、このなかにでてくる「 x'」 が何を差しているのかわかりません。教えてください。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • uyama33
  • ベストアンサー率30% (137/450)
回答No.3

平均化された関数を F(x) とします。 この関数の点 a における値は F(a)= < f(a) > =∫ W( a - x', h ) f(x') dx' で計算されます。  さて、 a = 0 の場合について考えると F(0)= < f(0) > =∫ W( - x', h ) f(x') dx' これは、平均化された関数の値を求めるときに y=W(x,h) のグラフを原点に関して左右逆にしたもの y=W(-x,h) を f(x) に掛けてから 積分しているのです。 ところで、 y=W(-x,h) のグラフを a だけ平行移動したものは y=W(-(x-a),h)=W(a-x,h) となります。 ここで、 F(a)= < f(a) > =∫ W( a - x', h ) f(x') dx'          =∫ W( a - x, h ) f(x) dx (積分変数を x にしました。) 平均化関数をaだけ平行移動してから掛けて積分している ことを意味しています。  したがって、W(x-x',h) の x' も積分変数です。 もし、見当違いの解答でしたらごめんなさい。

zen777
質問者

お礼

わかりやすい回答ありがとうございます。自分の勉強不足だったようです。 充分理解できました。再度、お答えいただきありがとうございました。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

その他の回答 (3)

  • siegmund
  • ベストアンサー率64% (701/1090)
回答No.4

uyama33 さんのおっしゃるように,x' は積分変数という他ありません. x' が何かわからないと言うよりは, 平均操作ということの概念の理解に問題があるような気がします. 例えば,x 軸上で電波強度を測るとします. 座標をステップ的にしておいて,x = ..., -3,-2,-1,0,1,2,3, ... とします. 点 i での強度を f(i) とします. 測定装置がかなり大きくて(測定装置に入る電波量を稼ぐため), 1点での電波だけではなくて,周りの数点の電波も入ってしまうとしましょう. その割合が,中心の点が 0.4 の割合,隣の2点が 0.2 ずつ, もう一つ隣の2点が 0.1 ずつとします. 全部加えて, (1)  0.4 + 2×0.2 + 2×0.1 = 1 で,1になっていることに注意してください. この割合が W(i) です.つまり,上の例では (2)  W(0) = 0.4, W(1) = W(-1) = 0.2, W(2) = W(-2) = 0.1,     W(i) = 0 for |i|≧3 となっています. では,中心を x=5 の点にして, 観測される電波強度(これが,「平均された」強度)はどうなりますか? 当然 (3)  <f(5)> = 0.1×f(3) + 0.2×f(4) + 0.4×f(5) + 0.2×f(6) + 0.1×f(7) ですね. W(i) を用いて書けば (4)  <f(5)> = W(2)f(3) + W(1)f(4) + W(0)f(5) + W(-1)f(6) + W(-2)f(7)        = Σ_{j=3~6} W(5-j) f(j) です. もちろん,W(i) は(2)の形に限るわけでなはなくて, 一般にどんな形でもOKです. 形を支配するパラメーター h を入れて,一般に W(i,h)と書くことにすると (1)に対応するのが (5)  Σ_i W(i,h) = 1 (4)に対応するのが (6)  <f(i)> = Σ_j W(i-j,h) f(j) です. もともと,f は連続関数でしたから,連続版に焼きなおしますと (7)  ∫ W(x,h) = 1 (8)  <f(x)> = ∫ W(x-x',h) f(x') dx' もう x' の意味はおわかりでしょう. 上の例では W(x) が偶関数になっていますが,別にその必要はありません. 例えば,誰かがドジをやって測定装置の電波の入り口を曲げてしまったりしたら, 左右対称性はなくなりますから,W(x) は偶関数ではなくなります. W は重み(weight)から来ているのでしょう.

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
  • uyama33
  • ベストアンサー率30% (137/450)
回答No.2

W(x、h)はxについて偶関数ですか?

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
  • uyama33
  • ベストアンサー率30% (137/450)
回答No.1

< f(x) > =∫ W( x - x', h ) f(x') dx' x' について積分する。 という意味です。 たとえば、 f(x) = sin(x) ∫ W( x - x', h ) sin(x') dx' この積分では、x は定数扱いされます。 積分する時の変数は、x' です。

zen777
質問者

お礼

早速のお答えありがとうございます。でも、聞きたいこと答が違ってました。こちらの説明不足が原因なのですが。聞きたかったのは、平均化関数の中の「x'」です。もしよろしければ、再度お答え願えないでしょうか?

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 平均値の定理と導関数

    y=[{1-(x)^(1/4)}{1+(x)^(1/4)}]^(1/2)の導関数を求めよという問題があります。 両辺の対数をとり logy=1/2log(1-x^(1/4))-1/2log(1+x^(1/4)) 両辺を微分し (1/y)dy/dx=-1/(8x^(3/4)(1-x^(1/4)-1/(8x^(3/4)(1+x^(1/4)=-1/{4x^(3/4)(1-x^(1/2))} となり答えは [-1/{4x^(3/4)(1-x^(1/2))}][{1-(x)^(1/4)}{1+(x)^(1/4)}]^(1/2) となったのですがあっていますか?かなり見づらくてすみません。 もう一つは a>0のとき loge(a)+1/(a+1)<loge(a+1)<logea+1/aの証明。 a<c<a+hでf(a+h)-f(a)=hf'(c)を満たすcが存在する。 h=1,f(x)=logxで平均値の定理を使うというのは教科書を見てわかるのですがいざしようとすると解けないのです。 よろしくお願いします。

  • 数値積分の重み関数について

    被積分関数 f(x) をガウスの積分公式を使って数値積分する場合、重み関数を w(x) とすると、 ∫w(x)f(x)dx≒Σaf(xi) となりますが、 これでは、被積分関数は f(x) でなくて w(x)f(x) となってしまうと思います。 なので、本来計算したい ∫f(x)dx の値ではなく、∫w(x)f(x)dx の値となるので、結果が変わってしまうのではないかと思うのですが、あまりにも低レベルのことなのか、この疑問を解消してくれるような説明が本に載っていません。 どなたか教えてくれませんでしょうか。

  • 偶関数、奇関数の積分

    定積分で 関数f(x)が奇関数なら ∫[-a→a]f(x)dx=0 偶関数なら ∫[-a→a]f(x)dx=2∫[0→a]f(x)dx というものがありますが、 偶関数のとき∫[-a→a]f(x)dx=2∫[0→a]f(x)dx これが0になることはありえますか?

  • ヘビサイド関数のことで教えてください。

    ヘビサイド関数を調べる問題なのですが、分からず、困っています。 問題は、 「f(x)=H(x+1)-H(x-1) :H(x)はヘビサイド関数 (「^」は「ハット」の意味) f^(ω) =∫(-∞→∞)[H(x+1)-H(x-1)]exp(-iωx)dx =∫(-1→1)exp(-iωx)dx =[exp(-iωx)/-iωx](-1から1まで) =2sin(ω)/ω ヘビサイド関数を調べ、上式を確認せよ。」 というもので、ずっと考えているのですが未だに分からずに困っています。助けて下さい。

  • 被積分関数に作用する関数

    ある関数f(x)の定積分∫[a→b] f(x)dxがあるとします.このときにある関数g(x)を被積分関数に作用させるような写像,つまり ∫[a→b] f(x) dx → ∫[a → b] g(x) f(x) dx のような働きをする関数?は存在しますか?定積分なので別の関数を中に入れるなど不可能なように思うのですが,私が知らないだけで数学的には何かそのような働きをするものがあるのではないかと思い質問させていただきました.よろしくおねがいします.

  • 連続と平均について

    f(x)を、0≦x≦1のとき f(x)=x*x で、それ以外は未定義の部分関数とすると、f(x)は全単射ですよね。 なのに、なぜ ∫[0, 1]xdx ≠ ∫[0, 1]f(x)dx なんでしょうか? (分かりにくくてすいません。 おおざっぱに言うと、0以上1以下の実数をもれなく1つずつ集めて各々にf(x)を適用したものは、やっぱり0以上1以下の実数をもれなく1つずつ集めたものなんだから、平均値は同じになりそうなものだが、どうしてそうじゃないのか、ということです。)

  • 分布関数から平均

    一般的に分布関数F(x)から平均E[x]を求めるのにはどうすればいいのでしょうか。 よろしくお願い致します。

  • 次の関数の導関数を求めよ。

    次の関数の導関数を求めよ。 f(x)=3x g(x)=log(2x2+x+1) h(x)=sin-12x 次の(1)と(2)を求めよ。 ∫x/(x^2-4)dx lim┬(x→0)??2x/(e^x-1)? 関数f(x)=1/(1-3x)に関する次の(1)と(2)に答えよ。 各自然数nに対して、関数f(x)の第n次関数f(n)(x)を求めよ。 関数f(x)のx=0におけるテイラー展開(よって、マクローリン展開)を求めよ。

  • 波動関数が関係する期待値について

    期待値は、波動関数ψが規格化されているとすると  <f(x)>=∫dxf(x)P(x)=∫dxψ*f(x)ψ のようにあらわされると教科書に書いてありました。この場合、P(x)=ψ*ψであるようですが、そうすると  <f(x)>=∫dxf(x)ψ*ψ のようにあらわしてもよいことになります。f(x)=pつまりf(x)を運動量とするとき、運動量は演算子に置き換えることができますが、このような交換可能であるとするとどの関数に運動量演算子がかかっても結果は変わらない、ということになります。 これは明らかに違うのではないか、と思ったのですが、実際  <f(x)>=∫dxψ*f(x)ψ=∫dxf(x)ψ*ψ のようにしてもよいのでしょうか?

  • 関数で微分する

    大学で経済学を学んでいるものです。参考書の中に ∫f (g(x)) dx をg(x)で微分してみたり、∫h(x)g(x) dx をg(x)で微分するにはどういう風にすれば よろしいのでしょうか? xによって定義された関数g(x)で微分するのは一見して難しいように思えるのですが、教えてください。 またそれに関しての参考書や学術書などがありましたらそれもぜひ教えてください。