Enunciado
Física - Griffiths - Mecânica Quântica- Ed: 2º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 24 b
As funções delta vivem sob os sinais da integral, e duas expressões ( e ) envolvendo funções delta são ditas iguais se:
Para cada função (comum) .
b) Seja a função degrau:
(Definimos como sendo nos casos raros em que isso é realmente relevante.) Demonstre que .
Passo 1
Para resolver o item b), teremos que analisar a seguinte integral:
Uma vez que procuramos a relação entre a derivada da função degrau com a função delta de Dirac.
Passo 2
Vamos buscar resolver essa integral por partes. Assim, vem:
Note, porém, que a integral que aparece pode ser resumida a:
Para o limite na primeira relação, temos:
Portanto, a integral fica:
Como os limites são iguais, ficamos com:
Ou, melhor ainda:
Passo 3
Perceba, portanto, que a função faz na integral o papel da função delta de Dirac. Por causa disso é que se pode relacionar a função degrau com a função delta de Dirac como:
O que, apesar de ser um pouco estranho, faz sentido, uma vez que se imaginarmos a função degrau, ela é constante para todos os valores de , exceto em , em que há um salto. A esse salto podemos atribuir, qualitativamente, uma derivada infinita, que funciona exatamente como a função delta de Dirac.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)