狄利克雷函数的性质 狄利克雷函数 狄利克雷函数-公式定义,狄利克雷函数-性质分析

狄利克雷函数(英语:dirichlet function)是一个定义在实数范围上、值域为不连续的函数。狄利克雷函数的图像Y轴以Y轴为对称轴,是一个偶函数;它处处不连续;处处极限不存在;不可积分。这是一个处处不连续的可测函数。

狄利克雷函数_狄利克雷函数 -公式定义

实数域上的狄利克雷(Dirichlet)函数表示为:(k,j为整数)


狄利克雷函数

也可以简单地表示分段函数的形式D(x) = 0 (x是无理数) 或1 (x是有理数)

狄利克雷函数_狄利克雷函数 -性质分析

基本性质

1、定义域为整个实数域 R

2、值域为 {0, 1}

3、函数为偶函数

4、无法画出函数图像,但是它的函数图像客观存在

5、以任意正有理数为其周期,无最小正周期(由实数的连续统理论可知其无最小正周期)

分析性质

1、处处不连续

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2、处处不可导

3、在任何区间内黎曼不可积

4、函数是可测函数

5、在单位区间 [0,1] 上勒贝格可积,且勒贝格积分值为 0(且任意区间以及R上甚至任何R的可测子集上(区间不论开闭和是否有限)上的勒贝格积分值为0 )

对性质5的说明:虽然m(R/Q)=+∞,但在R/Q上有f(x)=0,符合可积条件(说明中Q为有理数集)。

狄利克雷函数_狄利克雷函数 -函数周期

狄里克雷函数是周期函数,但是却没有最小正周期,它的周期是任意非零有理数(周期不能为0),而非无理数。因为不存在最小正有理数,所以狄里克莱函数不存在最小正周期。

狄利克雷函数_狄利克雷函数 -创始人介绍

狄里克雷(1805~1859)Dirichlet,Peter Gustav Lejeune德国数学家。对数论、数学分析和数学物理有突出贡献,是解析数论的创始人之一。1805年2月13日生于迪伦,1859年5月5日卒于格丁根。中学时曾受教于物理学家G.S.欧姆;1822~1826年在巴黎求学,深受J.-B.-J.傅里叶的影响 。回国后先后在布雷斯劳大学、柏林军事学院和柏林大学任教27年,对德国数学发展产生巨大影响。1839年任柏林大学教授,1855年接任C.F.高斯在哥廷根大学的教授职位。

在分析学方面,他是最早倡导严格化方法的数学家之一。1837年他提出函数是x与y之间的一种对应关系的现代观点。

在数论方面,他是高斯思想的传播者和拓广者。1833年狄里克莱撰写了《数论讲义》,对高斯划时代的着作《算术研究》作了明晰的解释并有创见,使高斯的思想得以广泛传播。1837年,他构造了狄里克雷级数。1838~1839年,他得到确定二次型类数的公式。1846年,使用抽屉原理。阐明代数数域中单位数的阿贝尔群的结构。

在数学物理方面,他对椭球体产生的引力、球在不可压缩流体中的运动、由太阳系稳定性导出的一般稳定性等课题都有重要论着。1850年发表了有关位势理论的文章,论及著名的第一边界值问题,现称狄里克雷问题。


狄利克雷函数

  

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