非整数階微積分の同一式による表現

フラクショナル微分の定義

 信号 f ( t )の q 階微分をΓ関数を用いて定義すると,

と表現できる.ここで,N は区間[ 0 , t ]の分割数であり,その刻みは h である.
ここで,Γ関数の積の部分を次のように変数変換する.

したがって,
・・・・・・・・・(1)

が得られる.

フラクショナル積分の定義

 一方,p 階の定積分の定義は -q = p によって,

と表現される.続いて以下のような変数変換を施す.


ここで,積分範囲を N 等分し,Σ関数を用いて表現すると,
・・・・・・・・・(2)

が得られる.

フラクショナル微積分の式の統一

 ここで,両者の定義が等価であることを調べるため,Δ = (1) - (2)を計算すると,

となる.N >> 1 である場合,

より,2つの定義は等価となる.  従って,式(1)で q の範囲は,-∞ < q < ∞ と拡張でき, 微分積分の計算を1つの式で表現可能である.

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2002/5
by Hiroyuki Koga