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狄利克雷函數(shù)為什么是周期函數(shù)

更新:2023-09-20 02:18:44 高考升學網(wǎng)

狄利克雷函數(shù)是周期函數(shù)證明:取T為任意一個確定的有理數(shù),則當x是有理數(shù)時f(x)=1,且x+T是有理數(shù),故f(x+T)=1,即f(x)=f(x+T);當x是無理數(shù)時,f(x)=0,且x+T是無理數(shù),故有f(x+T)=0,即f(x)=f(x+T)。綜上,狄利克雷函數(shù)是周期函數(shù)。

證明過程

狄利克雷函數(shù)即f(x)=1(當x為有理數(shù));f(x)=0(當x為無理數(shù));而周期函數(shù)的定義是對任意x,若f(x)=f(x+T),則f(x)是周期為T的周期函數(shù)。

顯然,取T為任意一個確定的有理數(shù),則當x是有理數(shù)時f(x)=1,且x+T是有理數(shù),故f(x+T)=1,即f(x)=f(x+T);當x是無理數(shù)時,f(x)=0,且x+T是無理數(shù),故有f(x+T)=0,即f(x)=f(x+T)。綜上,狄利克雷函數(shù)是周期函數(shù),其周期可以是任意個有理數(shù),所以沒有最小正周期。

狄利克雷函數(shù)

狄利克雷函數(shù)是一個定義在實數(shù)范圍上、值域不連續(xù)的函數(shù)。狄利克雷函數(shù)的圖像以Y軸為對稱軸,是一個偶函數(shù),它處處不連續(xù),處處極限不存在,不可黎曼積分。這是一個處處不連續(xù)的可測函數(shù)。

周期函數(shù)

對于函數(shù)y=f(x),如果存在一個不為零的常數(shù)T,使得當x取定義域內的每一個值時,f(x+T)=f(x)都成立,那么就把函數(shù)y=f(x)叫做周期函數(shù),不為零的常數(shù)T叫做這個函數(shù)的周期。事實上,任何一個常數(shù)kT(k∈Z,且k≠0)都是它的周期。并且周期函數(shù)f(x)的周期T是與x無關的非零常數(shù),且周期函數(shù)不一定有最小正周期。

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