其实很多。
而且,可以证明,这种函数事实上不在“少数”,甚至比那些“正常”的函数“多得多”。
狄拉克δ函数(冲激函数)学信号处理的同学对它可以说相当熟悉了。
其实我们是没法画出这个图像的,因为它在原点处的幅度是无穷大,但是在“这一点”的面积又是1。
魏尔斯特拉斯函数在数学发展史上,人们一直猜测,连续函数必然是近乎可导的。
即:连续函数在其定义域中,除去有限个点外,总有一些光滑的可导部分,所谓不可导的点必然只是有限的。
1872年,德国数学家魏尔斯特拉斯(集合论创始人康托尔的导师)利用函数项级数构造了一个函数,数学描述如下:这个函数奇葩在于,它处处连续,却处处不可导。
简而言之,它的尖刺折点是如此之多,以至于无论你放多大,在多细微的尺度观察任何一段,函数图像都不会更光滑,它处处都是尖锐的。
它是一种不可测函数,你无法用笔画出图像的任何一部分,因为每一点的导数都不存在,画的人将无法知道每一点该朝哪个方向画。
通过计算机逐点描绘,函数图像大致是这样的:该反例构造出来后,在数学界引起极大的震动。
随后,这个例子促成了一门新的学科“分形几何”的产生,所谓“分形”,就是指某图案的局部与整体具有相似性。
爆米花函数(Thomae's function)定义:f(x) = 1/q,当x = p/q,p为整数,q为自然数,pq互质。
即x为有理数;f(x) = 0,当x为无理数;其中,q为自然数。
这个和狄利克雷函数比较类似。
答:不存在没有图像的数学函数,只存在画不出图像的数学函数,两者是有区别的。
因为函数的本质,就是集合间的射影关系,对于数学函数,其集合的元素,都是可以在坐标上找到的。
所以一切数学函数的图像肯定存在,至于你画不画得出来,那是另外一回事!一、Dirichlet函数最为著名的,当属狄利克雷(Dirichlet)函数:这是一个处处不连续,处处不存在极限的函数;但它本身也有一些普通函数的性质,比如它是一个偶函数,还是一个周期函数,但没有最小正周期(任意正有理数,都是它的周期)。
狄利克雷函数还可以用极限形式表示为:根据狄利克雷函数,可以变形得到很多,其他画不出图像的函数。
二、皮亚诺曲线除了狄利克雷函数类型的函数外,还有皮亚诺曲线,也是一个比较有趣的函数,我们只能意会它的函数图像。
广义的皮亚诺曲线:自变量x在(0、1]区间取值时,皮亚诺曲线将遍历单位正方形中所有的点,得到一条充满空间的曲线。
皮亚诺曲线可以有很多种定义,但重要的性质是,自变量在“线”上的取值,可以一一对应到“面”上的因变量,甚至任意纬度的空间上。
该函数的本质,是康托尔的超穷数理论中,线上的点可以和任意纬度空间上的点一一对应,因为它们都是不可数集合。
皮亚诺曲线就是一种对应方式,这是一条连续但处处不可导的曲线,函数图像只能意会,不能完全地画出来。
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