Mellin变换

更新时间:2022-08-25 15:11

Mellin 变换是一种以幂函数为核的积分变换。Mellin 变换有许多应用,例如可以证明黎曼ζ函数函数方程

数学定义

函数f的梅林变换是:

逆变换是 :

这是在复平面上的垂直线上的线积分。在Mellin反演定理中给出了这种反演有效的条件。这个转换以芬兰数学家Hjalmar Mellin命名。

与其他变换的关系

双边拉普拉斯变换可以通过梅林变换来定义:

相反,我们可以从双边拉普拉斯变换中得到梅林变换:

我们也可以用梅林变换定义傅里叶变换,反之亦然。就梅林变换和上面定义的双边拉普拉斯变换而言:

反过来我们也可获得:

梅林变换还通过泊松 - 梅林 - 牛顿循环将牛顿级数或二项式变换与泊松生成函数连接在一起。梅林变换也可以看作是Gelfand变换的卷积代数的局部紧凑阿贝尔正实数乘法。

Cahen-Mellin积分

对于 , 和 在主要分支,一个

其中 是伽马函数。这个积分被称为Cahen-Mellin积分。

数论

数论中的一个重要应用是简单的函数:

因此, 假设

在概率论中

在概率论中,梅林变换是研究随机变量乘积分布的必要工具。如果X是一个随机变量,和 表示其正面部分,而 是其负部分,则梅林变换的X被定义为:

其中 满足 。

概率论的梅林变换的重要性在于,如果X和Y是两个独立的随机变量,然后X、Y的梅林变换的结果是X和Y的梅林变换的乘积:

应用

梅林变换由于其尺度不变性而被广泛用于计算机科学分析算法。缩放函数的Mellin变换的幅度与纯虚数输入的原始函数的幅度相同。这种尺度不变性属性类似于傅立叶变换的平移不变性。时移函数的傅立叶变换的幅度与原函数的傅立叶变换的幅度相同。

这个属性在图像识别中很有用。当物体朝向或远离相机移动时,物体的图像很容易被缩放。

量子力学尤其是量子场论中,傅立叶空间是非常有用的,并且由于动量和位置是彼此的傅立叶变换(例如,在动量空间中更容易计算费曼图),所以被广泛使用。2011年,A. Liam Fitzpatrick,Jared Kaplan,JoãoPenedones,Suvrat Raju和Balt C. van Rees证明Mellin空间在AdS / CFT通信中起着类似的作用。

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