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狄利克雷函数是周期函数吗

狄利克雷函数是周期函数吗(狄利克雷函数的周期性怎么解释)

admin admin 发表于2023-05-14 04:51:53 浏览30 评论0

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狄利克雷函数的周期性怎么解释


狄利克雷函数的周期性:狄利克雷函数即f(x)=1(当x为有理数);f(x)=0(当x为无理数);而周期函数的定义是对任意x,若f(x)=f(x+T),则f(x)是周期为T的周期函数。

显然,取T为任意一个确定的有理数,则当x是有理数时f(x)=1,且x+T是有理数,故f(x+T)=1,即f(x)=f(x+T);当x是无理数时,f(x)=0,且x+T是无理数,故有f(x+T)=0,即f(x)=f(x+T)。综上,狄利克雷函数是周期函数,其周期可以是任意个有理数,所以没有最小正周期。

狄利克雷函数

狄利克雷函数是一个定义在实数范围上、值域不连续的函数。狄利克雷函数的图像以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,不可黎曼积分。这是一个处处不连续的可测函数。


证明狄利克雷函数是周期函数,并且任何有理数皆为其周期


任取一个有理数q
(1)对任意的有理数x,x+q为有理数
此时x和x+q均为有理数,所以
D(x)=1=D(x+q)
(2)对于任意的无理数x,x+q为无理数
此时x和x+q均为无理数,所以
D(x)=0=D(x+q)
综合(1),(2)得
q为D(x)的周期
又q的取法是任意的
所以
狄利克雷函数是周期函数,并且任何有理数皆为其周期

怎么验证狄利克雷函数是周期函数


方法:

狄利克雷函数D(x)={1,当x为有理数;0,当x为无理数.} 

对任何正有理数T,X+T与X同为有理数或无理数,

故D(X+T)=D(X)
所以,狄利克雷函数是一个以任何正有理数为周期的周期函数。

拓展资料:

一、内容:

1、对于函数y=f(x),如果存在一个不为零的常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,f(x+T)=f(x)都成立,那么就把函数y=f(x)叫做周期函数。不为零的常数T叫做这个函数的周期。

2、事实上,任何一个常数kT(k∈Z,且k≠0)都是它的周期。并且周期函数f(x)的周期T是与x无关的非零常数,且周期函数不一定有最小正周期。

二、周期函数的性质:

(1)若T(≠0)是f(x)的周期,则-T也是f(x)的周期。

(2)若T(≠0)是f(x)的周期,则nT(n为任意非零整数)也是f(x)的周期。

(3)若T1与T2都是f(x)的周期,则T1±T2也是f(x)的周期。

(4)若f(x)有最小正周期T*,那么f(x)的任何正周期T一定是T*的正整数倍。

(5)若T1、T2是f(x)的两个周期,且T1/T2是无理数,则f(x)不存在最小正周期。

(6)周期函数f(x)的定义域M必定是至少一方无界的集合。


什么是狄立克雷函数怎么证明它是偶函数和周期函数


狄利克雷函数是:当x是有理数时,f(x)=1;当x是无理数时,f(x)=0.

显然该函数是个偶函数,因为x和-x要么都是有理数,要么都是无理数。

容易看出任何正的有理数都是该函数的周期,比如1,0.5都是它的周期,不过由于没有最小的正有理数,它没有最小正周期。

狄利克雷函数是一个定义在实数范围上、值域不连续的函数。狄利克雷函数的图像以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,不可黎曼积分。这是一个处处不连续的可测函数。

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。

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《a,b》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)。


狄利克雷函数是周期


狄利克雷函数D(x)={1,当x为有理数;0,当x为无理数.}
对任何正有理数T,X+T与X同为有理数或无理数,
故,D(X+T)=D(X)
所以,狄利克雷函数是一个以任何正有理数为周期的周期函数.(这个函数的周期性也告诉了我们这样一个事实:周期函数不一定具有最小正周期.因为没有最小的正有理数.)

狄利克雷函数为什么是周期函数


周期函数的定义是:若存在T》0使得f(x+T)=f(x), 则f(x)为周期函数,不要求有最小周期。
按照定义验证对任意有理数T》0, 如果x是有理数则x+T也是有理数,所以f(x+T)=1=f(x).
如果x是无理数,则x+T也是有理数,所以f(x+T)=0=f(x).
所以狄利可雷函数以任意正有理数为周期,但没有最小周期。

判断狄利克雷函数是不是周期函数


周期函数定义:若存在T》0使得f(x+T)=f(x), 则f(x)为周期函数,不要求有最小周期。
按照定义验证对任意有理数T》0, 如果x是有理数则x+T也是有理数,所以f(x+T)=1=f(x).
如果x是无理数,则x+T也是有理数,所以f(x+T)=0=f(x).
所以狄利可雷函数以任意正有理数为周期,但没有最小周期。
谢谢,望采纳!

狄利克雷函数怎么证明是周期函数


狄利克雷函数D(x)={1,当x为有理数;0,当x为无理数.}
对任何正有理数T,X+T与X同为有理数或无理数,
故,D(X+T)=D(X)
所以,狄利克雷函数是一个以任何正有理数为周期的周期函数.(这个函数的周期性也告诉了我们这样一个事实:周期函数不一定具有最小正周期.因为没有最小的正有理数.)