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Lexikon der Mathematik: Heaviside-Kalkül

eine formale Methode zur Lösung von Differentialgleichungen durch algebraische Umformungen eines Differentialoperators.

Man betrachte die Differentialgleichung \begin{eqnarray}y(x)-\frac{d}{dx}(x)=f(x).\end{eqnarray} Schreibt man dies in der Form \begin{eqnarray}\left(1-\frac{d}{dx}\right)y(x)=f(x),\end{eqnarray} erhält man durch formales Dividieren und formale Anwendung der geometrischen Reihe im Parameter d/dx als Lösung: \begin{eqnarray}y(x)=\frac{f(x)}{1-\frac{d}{dx}}=\displaystyle \sum _{k=0}^{\infty }{\left(\frac{d}{dx}\right)}^{k}f(x)=\displaystyle \sum _{k=0}^{\infty }{f}^{(k)}(x).\end{eqnarray} Ist f ein Polynom, wird dadurch tatsächlich eine Lösung der Differentialgleichung gegeben.

Diese Idee Heavisides findet ihre formale Begründung in der Theorie der Pseudodifferentialoperatoren.

  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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