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存不存在沒有圖像的函數(shù)?

網(wǎng)友解答: 其實很多。而且,可以證明,這種函數(shù)事實上不在“少數(shù)”,甚至比那些“正?!钡暮瘮?shù)“多得多”。狄拉克δ函數(shù)(沖激函數(shù))學(xué)信號處理的同學(xué)對它可以說相當(dāng)熟悉了。其實我們是沒法畫出這個

網(wǎng)友解答:

其實很多。而且,可以證明,這種函數(shù)事實上不在“少數(shù)”,甚至比那些“正?!钡暮瘮?shù)“多得多”。

狄拉克δ函數(shù)(沖激函數(shù))

學(xué)信號處理的同學(xué)對它可以說相當(dāng)熟悉了。

其實我們是沒法畫出這個圖像的,因為它在原點處的幅度是無窮大,但是在“這一點”的面積又是1。

魏爾斯特拉斯函數(shù)

在數(shù)學(xué)發(fā)展史上,人們一直猜測,連續(xù)函數(shù)必然是近乎可導(dǎo)的。即:

連續(xù)函數(shù)在其定義域中,除去有限個點外,總有一些光滑的可導(dǎo)部分,所謂不可導(dǎo)的點必然只是有限的。

1872年,德國數(shù)學(xué)家魏爾斯特拉斯(集合論創(chuàng)始人康托爾的導(dǎo)師)利用函數(shù)項級數(shù)構(gòu)造了一個函數(shù),數(shù)學(xué)描述如下:

這個函數(shù)奇葩在于,它處處連續(xù),卻處處不可導(dǎo)。

簡而言之,它的尖刺折點是如此之多,以至于無論你放多大,在多細(xì)微的尺度觀察任何一段,函數(shù)圖像都不會更光滑,它處處都是尖銳的。

它是一種不可測函數(shù),你無法用筆畫出圖像的任何一部分,因為每一點的導(dǎo)數(shù)都不存在,畫的人將無法知道每一點該朝哪個方向畫。

通過計算機逐點描繪,函數(shù)圖像大致是這樣的:

該反例構(gòu)造出來后,在數(shù)學(xué)界引起極大的震動。

隨后,這個例子促成了一門新的學(xué)科“分形幾何”的產(chǎn)生,所謂“分形”,就是指某圖案的局部與整體具有相似性。

爆米花函數(shù)(Thomae's function)

定義:

f(x) = 1/q,當(dāng)x = p/q,p為整數(shù),q為自然數(shù),pq互質(zhì)。即x為有理數(shù);

f(x) = 0,當(dāng)x為無理數(shù);

其中,q為自然數(shù)。

這個和狄利克雷函數(shù)比較類似。

網(wǎng)友解答:

如果我告訴你有一個函數(shù),它確實有圖像,但是你卻畫不出來,你信嗎?

最著名的當(dāng)屬狄利克雷函數(shù)

表達式為

當(dāng)X為無理數(shù)是,值取0

當(dāng)X為有理數(shù)時,值取1

大家可以在腦海中想象一下,假設(shè)從X軸正方向出發(fā),會發(fā)現(xiàn)無理數(shù)和有理數(shù)都是無窮多,即便在一個極短的區(qū)間內(nèi),都無法畫全整個圖像

或者說腦海想象出的圖像,用肉眼看上去就是兩條直線:0和1,但這是由于點太密集導(dǎo)致的錯覺,本質(zhì)來講根本不能叫直線,因為處處不連續(xù),處處都是分散的點。

即便如此,狄利克雷函數(shù)的圖像仍舊是客觀存在的。

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