【趣味数学题】热核
郑涛(Tao Steven Zheng)著
【问题】
证实正态分布(normal distribution)
满足热传导方程(heat equation)[1] (
是常数,
), 以初始条件为
,其中
是 狄拉克δ函数(Dirac delta function)[2]。
[1] 热传导方程(heat equation) 相等于
。
[2] 狄拉克δ函数(Dirac delta function)定义为 。


【题解】
求 对于
的一阶偏导数 (first partial derivative):
求 对于
的一阶偏导数 (first partial derivative):
求 对于
的二阶偏导数 (second partial derivative):
因此,
热传导方程 两侧是相等的!
狄拉克δ函数实际上是一个分布(distribution),而不是一个函数(分布可以说是比较广义的函数)。事实上,该分布可以用极限来定义
所以,狄拉克δ函数(Dirac delta function)自动满足初始条件 。
