Was ist die Matrix des Logarithmus des abgeleiteten Operators ( $\ln D$)? Welche Rolle spielt dieser Operator in verschiedenen mathematischen Bereichen?
Babusci und Dattoli, Auf dem Logarithmus des Derivatoperators , arXiv: 1105.5978 , liefern einige großartige Ergebnisse:\begin{align*} (\ln D) 1 & {}= -\ln x -\gamma \\ (\ln D) x^n & {}= x^n (\psi (n+1)-\ln x) \\ (\ln D) \ln x & {}= -\zeta(2) -(\gamma+\ln x)\ln x. \end{align*} Ich frage mich, was ist ihre Matrix oder gibt es eine Methode, um sie auf eine Funktion anzuwenden?
Welche intuitive Rolle spielt er in verschiedenen Bereichen der Mathematik?
Antworten
Nach Fourier-Transformation $x\mapsto k$wird dies zu einem Diagonaloperator mit Matrixelementen $\langle k|\ln D|k'\rangle=2\pi \delta(k-k')\ln k$. So finden Sie die Matrixelemente in der$x$-Darstellung müssten wir die Fourier-Transformation des Logarithmus invertieren $\ln k$. Aus dieser MSE-Antwort für die Fourier-Transformation von$\ln |k|$ (mit absoluten Vorzeichen) Ich würde daraus schließen $$\langle x|\ln D|x'\rangle=\left(\frac{i \pi}{2}-\gamma\right) \delta (x-x')+\text{P.V.}\left(\frac{1}{2 (x-x')}-\frac{1}{2 | x-x'| }\right).$$
Diese Notation bedeutet das $\ln D$ auf eine Funktion einwirken $f(x)$ erzeugt eine neue Funktion $g(x)$ gegeben durch $$g(x)=\int_{-\infty}^\infty \left[\left(\frac{i \pi}{2}-\gamma\right) \delta (x-x')+\text{P.V.}\left(\frac{1}{2 (x-x')}-\frac{1}{2 | x-x'| }\right)\right]f(x')\,dx'$$ $$=\left(\frac{i \pi}{2}-\gamma\right) f(x)+\frac{1}{2}\,\text{P.V.}\int_{-\infty}^\infty \left(\frac{1}{x-x'}-\frac{1}{| x-x'| }\right)\,f(x')\,dx'.$$
Die Interpretation von a $\ln(D)$ hängt von der Interpolation ab, die man vom üblichen Ableitungsoperator und seinen positiven ganzzahligen Potenzen zu einem gebrochenen Integro-Ableitungsoperator (FID) wählt, dh einer Interpretation von $D$potenziert durch eine reelle (oder komplexe Zahl durch analytische Fortsetzung), die wiederum von den Funktionen abhängt, auf die der FID einwirken soll. Die unten beschriebene Erweiterung erzeugt B & Ds drei Identitäten und stimmt mit den Eigenschaften überein, die Pincherle einer legitimen Familie von FIDs auferlegt hat (siehe dieses MO-Q für eine 1/2 Ableitung und dieses MO-Q für die Bruchrechnung ). Sie kann durch die Aktion auf einer 'Basismenge' ganzer Funktionen in der komplexen Variablen definiert werden$\omega$ wie
$$D_x^{\alpha} \; H(x) \; \frac{x^{\omega}}{\omega!} = H(x) \frac{x^{\omega-\alpha}}{(\omega-\alpha)!} ,$$
wo $H(x)$ ist die Heaviside-Schrittfunktion und $\alpha$ und $\omega$ können beliebige komplexe Zahlen mit der üblichen Identifikation in der Theorie der verallgemeinerten Funktionen und Verteilungen von sein
$$(-1)^n \delta^{(n)}(x) = H(x) \frac{x^{-n-1}}{(-n-1)!},$$
mit $n=0,1,2,3,...$.
Beachten Sie, dass dies wenig mit einer Fourier-Transformation über der realen Linie oder einem damit verbundenen Pseudo-Diff-Op / Symbol zu tun hat. Bestimmtes,$D^{\alpha}$ hier ist NICHT mit der Multiplikation mit verbunden $(i 2 \pi f)^{\alpha}$im Frequenzraum. An anderer Stelle zeige ich verschiedene äquivalente Faltungswiederholungen dieses FID als 1) eine FT über einen Kreis durch Transformation eines regulierten Cauchy-Komplexkonturintegrals, 2) die analytische Fortsetzung der integralen Wiederholung der Euler-Beta-Funktion entweder durch Aufblasen in die komplexe Ebene des Integrals entlang des realen Liniensegments oder die Regularisierung über den Hadamard-Finite-Teil oder über die Pochhammer-Kontur, 3) die Mellin-Interpolation des Standardableitungsoperators über die Wirkung der Erzeugungsfunktion$e^{tD_x}$, eine Operatoranwendung der Ramanujan-Hauptformel oder 4) eine Interpolation der Sinc-Funktion / Kardinalreihe der verallgemeinerten Binomialkoeffizienten.
Mal sehen, wie realisierbar die obige Definition des FID ist; seine Verbindung zu einem Infinitesimalgenerator (Infinigen) des FID und der drei B & D-Identitäten; eine Verbindung zum Formalismus der Appell-Sheffer-Polynomsequenzen und damit zur symmetrischen Polynom- / Funktionstheorie; und Matrixwiederholungen des Infinigens und des FID.
Wenn wir davon ausgehen, dass ein infinitesimaler Generator $IG$ existiert so, dass
$$ e^{\alpha \; IG} \; H(x) \; \frac{x^{\omega}}{\omega!} = D_x^{\alpha} \; H(x) \; \frac{x^{\omega}}{\omega!} = H(x) \frac{x^{\omega-\alpha}}{(\omega-\alpha)!} = e^{-\alpha D_{\omega}} \; H(x) \; \frac{x^{\omega}}{\omega!},$$
dann formell
$$D_{\alpha} \; e^{\alpha IG} \; H(x) \; \frac{x^{\omega}}{\omega!} |_{\alpha =0} = IG \; H(x) \; \frac{x^{\omega}}{\omega!} = \ln(D_x) \; H(x) \; \frac{x^{\omega}}{\omega!}$$
$$ = D_{\alpha} \; H(x) \; \frac{x^{\omega-\alpha}}{(\omega-\alpha)!} |_{\alpha =0} = -D_{\omega} \;\frac{x^{\omega}}{\omega!}$$
$$ = [\; -\ln(x) + \psi(1+\omega) \;] H(x) \; \frac{x^{\omega}}{\omega!} $$
$$ = [ \; -\ln(x) + \psi(1+xD_x) \;] \; H(x) \; \frac{x^{\omega}}{\omega!}, $$
und das Infinigen ist
$$ \ln(D_x) := IG = -\ln(x) + \psi(1+xD_x),$$
wo $\psi(x)$ ist die Digammafunktion, die über die komplexe Ebene als meromorphe Funktion definiert werden kann und eng mit den Werten der Riemannschen Zetafunktion bei verwandt ist $s = 2,3,4,...$.
Einige Wiederholungen (die die gleichen Identitäten wie in B & D haben) sind
$$IG \; f(x)=\frac{1}{2\pi i}\oint_{|z-x|=|x|}\frac{-\ln(z-x)+\lambda}{z-x}f(z) \; dz$$
$$=(-\ln(x)+\lambda) \; f(x)+ \int_{0}^{x}\frac{f\left ( x\right )-f(u)}{x-u}du$$
$$ = [\; -\ln(x)+ \frac{\mathrm{d} }{\mathrm{d} \beta}\ln[\beta!]\mid _{\beta =xD} \; ] \; f(x)=[ \; -\ln(x)+\Psi(1+xD) \;] \; f(x)$$
$$ = [ \; -\ln(x)+\lambda - \sum_{n=1}^{\infty } (-1)^n\zeta (n+1) \; (xD)^n \;] \; f(x)$$
wo $\lambda$ ist verwandt mit der Euler-Mascheroni-Konstante via $\lambda=D_{\beta} \; \beta! \;|_{\beta=0}$.
Andere Wiederholungen und andere Wege, um zu den obigen Wiederholungen zu gelangen, sind in den folgenden Wiederholungen angegeben.
Schauen wir uns einen Weg über den Formalismus der Appell-Sheffer-Polynomsequenzen an, der alle Konvergenzprobleme bei der Potenzierung der expliziten Diff-Op-Formel für das Infinigen regelt und Verbindungen zur Theorie der symmetrischen Polynome / Funktionen ermöglicht.
Die relevante Appell-Folge von Polynomen $p_n(z) = (p.(z))^n$ hat die exponentielle Erzeugungsfunktion, die in der komplexen Variablen vollständig ist $t$dh mit seiner Taylor-Serie global konvergierend,
$$\frac{1}{t!} \; e^{zt} = e^{a.t} \; e^{zt} = e^{(a.+z)t} = e^{p.(z)t} = \sum_{n\geq 0} p_n(z) \frac{t^n}{n!}$$
mit der reziproken Polynomsequenz, die auf vier konsistente Arten definiert ist $\hat{p}(z)$
1) $t! \;e^{zt} = e^{\hat{a}.t} \; e^{zt} = e^{(\hat{a}.+z)t} = e^{\hat{p}.(z)t} $, ein egf,
2) $M_p \cdot M_{\hat{p}} = I $in Bezug auf die unteren Dreieckskoeffizientenmatrizen der beiden Sequenzen in der Monomialleistungsbasis $z^n$ mit Einheitsdiagonale,
3) $p_n(\hat{p}.(z)) = \hat{p}_n(p.(z)) = (a. + \hat{a.}+z)^n = 1$, eine Umbral-Faltungsinversion,
4) $D_z! \; z^n = e^{\hat{a.}D_z} \; z^n = (\hat{a.}+z)^n = \hat{p}_n(z)$, ein Betriebsgenerator.
Daraus folgt die Erhöhung der Appell-Polynome $p_n(z)$ definiert von
$$R_z \; p_n(z) = p_{n+1}(z)$$
ist gegeben durch
$$ R_z \; p_n(z) = \frac{1}{D_z!} \; z \; D_z! \; p_n(z) = \frac{1}{D_z!} \; z \; p_n(\hat{p}.(z))$$
$$ = \frac{1}{D_z!} \; z \; z^n = \frac{1}{D_z!} \; z^{n+1} = p_{n+1}(z),$$
eine Operator-Konjugation oder "Eichentransformation" des Raising-Operators $z$ für die Machtmonome.
Zusätzlich mit dem Bedienerkommutator $[A,B] = AB - BA$,
$$R_z = \frac{1}{D_z!} \; z \; D_z! = z + [\frac{1}{D_z!},z] \; D_z! .$$
Geben Sie nun Pincherle und die gleichnamige Operatorableitung erneut ein, die Rota für die endliche Operatorrechnung angepriesen hat. Das Graves-Pincherle-Derivat bezieht seine Kraft aus dem Graves-Lie-Heisenberg-Weyl-Kommutator$[D_z,z] = 1$ woraus durch normale Neuordnung für jede Funktion impliziert wird, die als Potenzreihe in ausgedrückt wird $D_z$
$$[f(D_z),z] = f'(D_z) = D_t \; f(t) \; |_{t = D_z}.$$
Dies ist ein Avatar des Pincherle-Derivats (PD), das sich aus der Aktion ergibt $$[D^n,z] \; \frac{z^{\omega}}{\omega!} = [\;\frac{\omega+1}{(\omega+1-n)!} - \frac{1}{(\omega-n)!}\;] \; z^{\omega+1-n} = n \; D_z^{n-1} \; \frac{z^{\omega}}{\omega!},$$
Die PD gilt jedoch für allgemeinere Operationen zum Absenken und Anheben (Leiter), die zufriedenstellend sind $[L,R]= 1$.
Dann
$$R_z = \frac{1}{D_z!} \; z \; D_z! = z + [\frac{1}{D_z!},z] \; D_z! = z + D_{t = D_z}\; \ln[\frac{1}{t!}] $$
$$ = z - \psi(1+D_z).$$
Mit der Substitution $ z = \ln(x)$
$$R_z = R_x = \ln(x) - \psi(1+ x D_x) = -IG = -\ln(D_x).$$
Die Erhöhung op ist so definiert, dass
$$ e^{t \; R_z} \; 1 = \sum_{n \geq 0} \frac{t^n}{n!} R_z^n \; 1 = e^{tp.(z)} = \frac{1}{t!} \; e^{zt},$$
eine ganze Funktion für $t$Komplex; deshalb,
$$e^{-t \; IG} \;1 = e^{t \;R_x} \; 1 = e^{t \; p.(\ln(x))} = \frac{x^t}{t!},$$
so
$$e^{-(\alpha+\beta) \; IG} \;1 = e^{(\alpha+\beta) \; R_x} \; 1 = e^{(\alpha+\beta) \; p.(\ln(x))} = \frac{x^{\alpha+\beta}}{(\alpha+\beta)!}, $$
$$ = e^{-\alpha \; IG} e^{-\beta \; IG} \;1 = e^{-\alpha \; IG} \; \frac{x^\beta}{\beta!} , $$
und wir können das tatsächlich identifizieren
$$e^{-\alpha \; IG} = D_x^{-\alpha}$$
und
$$IG = \ln(D_x).$$
Wenden Sie nun die PD an $\ln(D)$, als Überprüfung des Formalismus und als Weg zu einem Matrix-Repräsentanten, der formal gibt
$$ [\ln(D),x] = [\ln(1-(1-D)),x] = \frac{1}{1-(1-D)} = \frac{1}{D} = D^{-1}.$$
Dies erhält eine explizite Bedeutung, indem der Kommutator für eine allgemeine Funktion ausgewertet wird $g(x)$ analytisch am Ursprung (der sich auf unsere 'Basis'-Menge verallgemeinert) unter Verwendung des Integral-Repräsentanten für $R_x = -\ln(D_x)$geben
$$[\ln(D_x),x] \; g(x) = [-R_x,x] \; g(x) = (-\ln(x)+\lambda) \; [x,g(x)]$$
$$ + \int_{0}^{x}\frac{xg(x)-ug(u)}{x-u} \; du - x \int_{0}^{x}\frac{g(x)-g(u)}{x-u} \; du$$
$$ = \int_{0}^{x} \; g(u) \; du = D_x^{-1} g(x).$$
Also haben wir
$$[\ln(D_x),x] = [-R_x,x] = D_x^{-1} = [-\ln([-R_x,x]),x]$$
und
$$-R_x = \ln(D_x) = -\ln(D_x^{-1}) = -\ln([-R_x,x]),$$
impliziert
$$e^{R_x} =\exp[\ln([-R_x,x])] = [-R_x,x] = D_x^{-1}.$$
Darüber hinaus mit
$$\bigtriangledown^{s}_{n} \; c_n=\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n \binom{s}{n}c_n,$$
dann
$$R_x = -\ln(D_x) = \ln(D_x^{-1}) = \ln[1-(1-D_x^{-1})]$$
$$ = - \sum_{n \geq 1} \frac{1}{n} \; \bigtriangledown^{n}_{k} D_x^{-k}, $$
wo
$$D_x^{-1} \frac{x^{\omega}}{\omega!} = \frac{x^{\omega+1}}{(\omega+1)!}.$$
Die Finite-Differenzen-Op-Reihe ist in die Ableitung eingebettet $D_{\alpha =0}$des Newton-Interpolators
$$ \frac{x^{\alpha+\omega}}{(\alpha+\omega)!} = \bigtriangledown^{\alpha}_{n}\bigtriangledown^{n}_{k}\frac{x^{\omega+k}}{(\omega+k)!}$$
$$ = \bigtriangledown^{\alpha}_{n}\bigtriangledown^{n}_{k} D_x^{-k} \;\frac{x^{\omega}}{\omega!}$$
$$ = [1-(1-D_x^{-1})]^{\alpha} \; \;\frac{x^{\omega}}{\omega!} = D_x^{-\alpha}\;\frac{x^{\omega}}{\omega!}. $$
Zum $\alpha = -m$ mit $m = 1,2,...$ und $\omega = 0$gibt dieser Newton-Interpolator
$$D^m_x \; H(x) = \delta^{(m-1)}(x) = H(x) \; \frac{x^{-m}}{(-m)!} = \bigtriangledown^{-m}_{n}\bigtriangledown^{n}_{k} D_x^{-k} \; H(x)$$
$$ = \sum_{n \geq 0} (-1)^n \binom{-m}{n} \bigtriangledown^{n}_{k} \; H(x) \frac{x^k}{k!} = H(x) \; \sum_{n \geq 0} (-1)^n \binom{-m}{n} \; L_n(x)$$
$$ = H(x) \; \sum_{n \geq 0} \binom{m-1+n}{n} \; L_n(x), $$
was in einem verteilenden Sinne mit den Polynomauflösungen von Laguerre von übereinstimmt $f(x) = \delta^{(m-1)}(x)$in den Formeln dieses MO-Q seit, mit$c_n = f_n$ in der Notation dort,
$$ f(x) = \sum_{n \geq 0} c_n \; L_n(x)$$
mit
$$\sum_{n \geq 0} t^n \; c_n = \frac{1}{1-c.t} = \int_0^{\infty} e^{-x} \sum_{n \geq 0} t^n \; L_n(x) f(x) \; dx$$
$$ = \int_0^{\infty} e^{-x} \frac{e^{-\frac{t}{1-t}x}}{1-t} f(x) \; dx = \int_0^{\infty} \frac{e^{-\frac{1}{1-t}x}}{1-t} f(x) \; dx,$$
also für die $m$-te Ableitung der Heaviside-Funktion,
$$\frac{1}{1-c_{m,.}t}= \int_0^{\infty} e^{-x} \frac{e^{-\frac{t}{1-t}x}}{1-t} f(x) \; dx = \int_0^{\infty} \frac{e^{-\frac{1}{1-t}x}}{1-t} \delta^{(m-1)}(x) \; dx = \frac{1}{(1-t)^{m}},$$
und daher die Koeffizienten der Laguerre-Reihenauflösung der $m$-te Ableitung der Heaviside-Funktion sind
$$c_{m,n} =(-1)^n \binom{-m}{n} = \binom{m-1+n}{n},$$
in Übereinstimmung mit dem Newton-Interpolator.
Bewirbt sich $D_x^{-1}$ iterativ zu beiden Seiten dieser Identität werden konvergente Interpolationen für erstellt $\omega = 1,2,3,...$und auf der Leistungsbasis innerhalb der Binomialerweiterung von $\frac{x^{\omega}}{\omega!} = \frac{(1-(1-x))^{\omega}}{\omega!}$ sollte auch konvergente Ausdrücke geben.
Ähnliches gilt für $\omega=0$haben wir die Laplace-Transformation (oder genauer gesagt die modifizierte Mellin-Transformation, die für Ramanujans Hauptformel von zentraler Bedeutung ist, über die die FIDs als Mellin-Interpolationen der Standardderivate gegossen werden können),
$$\frac{1}{1-c.t} = \int_0^{\infty} \frac{e^{-\frac{1}{1-t}x}}{1-t} \frac{x^{\alpha}}{\alpha!} \; dx = (1-t)^{\alpha},$$
zum $Re(\alpha) > -1$geben
$$c_n = (-1)^n \binom{\alpha}{n}.$$
Diese Laplace-Transformation und daher der Newton-Interpolator können auf verschiedene Standardmethoden (z. B. Aufblasen von der realen Linie zur komplexen Ebene über eine Hankel-Kontur , Hadamard-Finite-Teil ) zur vollständigen komplexen Ebene für analytisch fortgesetzt werden$\alpha$. Für die negativen ganzzahligen Exponenten zieht sich die Hankel-Kontur zur Differenzierung zum üblichen Cauchy-Kontur-Repräsentanten zusammen. Der Hadamard-Finite-Teile-Ansatz ermöglicht es, den Newton-Interpolator Streifen für Streifen entsprechend zu modifizieren, um die beabsichtigten Ergebnisse zu erzielen.
Zurück zur endlichen Differenz rep für $\ln(D_x)$Die Wirkung des Infinigens auf 1 ergibt dann z $x > 0$,
$$\ln(D_x) 1 = \sum_{n \geq 1} \frac{1}{n} \; \bigtriangledown^{n}_{k} D_x^{-k} 1$$
$$ = \sum_{n \geq 1} \frac{1}{n} \; \bigtriangledown^{n}_{k} \frac{x^k}{k!}$$
$$ = \sum_{n \geq 1} \frac{1}{n} \; L_n(x) = -\ln(x)-.57721... , $$
wo $L_n(x)$ sind die Laguerre-Polynome in Übereinstimmung mit der ersten Gleichung von B & D in der Frage.
Diagramme der Ergebnisse der Auswertung der Operatorreihe abgeschnitten bei $n=80$oder so handeln $x^2$ und $x^3$ stimmen auch mit den Analyseergebnissen überein.
Die Matrix rep $M$ der Aktion dieser Integration op $D_x^{-1}$ auf $x^n$ ist in der Potenzbasis einfach genug - eine Matrix mit allen Nullen außer der ersten Subdiagonale oder Superdiagonale, abhängig von der Multiplikation der linken oder rechten Matrix, mit Elementen $(1,1/2,1/3,...)$.
Die Matrix rep für $R_x$ ist dann
$$ R_M = \ln[I-(I-M)] = - \sum_{n \geq 1} \frac{1}{n} \; \bigtriangledown^{n}_{k} M^k. $$
Exponentiating,
$$D_x^{-\beta} = \exp(-\beta R_x)= (1-(1-D_x^{-1} ) )^{\beta} = \bigtriangledown^{\beta}_{n} \bigtriangledown^{n}_{k} (D_x^{-1})^k.$$
Die zugehörige Matrix rep ist
$$ \exp(-\beta R_M)= \bigtriangledown^{\beta}_{n} \bigtriangledown^{n}_{k} M^k.$$
(Ich habe diese Matrixberechnungen nicht wie gewohnt numerisch überprüft, da sich meine MathCad-Disc in einem anderen Zustand befindet.)
Auf nicht ganzzahlige Kräfte von $x$müssen Sie sie als Überlagerungen der ganzzahligen Potenzbasis wie bei der Binomialerweiterung darstellen
$$x^{\alpha} = [1 - (1-x)]^{\alpha} = \bigtriangledown^{\alpha}_{n} \bigtriangledown^{n}_{k} x^k .$$
Alternativ kehren Sie zum zurück $z$ rep und schreibe die Matrix rep des Raising op auf $R_z$. Dies ist eine einfache Transformation der unendlichen unteren dreieckigen Pascal-Matrix, ergänzt durch eine erste Superdiagonale von allen. OEIS A039683 enthält ein Beispiel für das Matrixäquivalent eines Raising-Op auf der Basis der Monomialleistung, das in einem anderen Ansatz (Riordan?) Für Polynomsequenzen auch als Produktionsmatrix bezeichnet wird. In diesem Fall ist es besser, auf die geteilte Leistungsbasis umzuschalten$z^n/n!$. Dann wird die erweiterte Pascal-Matrix zur einfachen Summationsmatrix aller. Multiplizieren Sie entlang der n-ten Diagonale mit$c_n$ wo $(c_0,c_1,..) = (1-\lambda,-\zeta(2),...,(-1)^k \; \zeta(k+1),...)$ um die Matrix rep für das Raising op zu generieren, aber da z. $x^2=e^{2z}$Dies wird schnell zu einem chaotischen Algorithmus, der im Vergleich zum Vertreter mit endlicher Differenz angewendet werden kann.
Weitere Referenzen (nicht erschöpfend):
- Riemannsche Zeta und Bruchrechnung, ein MO-Q
- Digamma / Psi-Funktion, Wiki
- OEIS A238363 im Protokoll des Derivatoperators
- OEIS A036039 über die Zyklusindexpolynome und symmetrischen Funktionen
- Zeta-Funktionen und die Zyklusindexpolynome, ein MO-Q
- Auf dem Raising-Op für FIDs wird ein MSE-Q
- OEIS A132440 auf einem Matrix-Infinigen
- OEIS A263634 über Partitionspolynomwiederholungen für Appell Raising Ops
- Siehe für eine weitere Interp eines Protokolls eines Derivats, ein PDF
- Interpolation / analytische Fortsetzung der Fakultäten zum Gamma-Effekt, MSE-Q
- Raising Ops für Appell-Sequenzen, ein Blog-Beitrag
- Beispiel einer Mellin-Interpolation von $e^{tD}$, MO-Q
- Mehr zur Interpolation / analytischen Fortsetzung von Differential Ops, ein Blog-Beitrag
- Zwei analytische Fortsetzungen der Koeffizienten einer Erzeugungsfunktion, MO-Q
- FIDs und konfluente hypergeometrische Funktionen, ein MO-Q
- Hinweis zum Pincherle-Derivat, einem Blog-Beitrag
- FIDs und Interpolation von Binomialkoeffizienten, ein Blog-Beitrag
- FIDs, Interpolation und Wanderwellen, ein Blog-Beitrag