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C^infty 函式


C-InfinityFunction

一個 C^infty 函式是指對於所有階數求導都可微的函式。例如,f(x)=e^(2x) (上圖左側) 是 C^infty 函式,因為它的第 n 階導數 f^((n))(x)=2^ne^(2x) 存在且連續。所有多項式都是 C^infty 函式。使用這種符號的原因是 C-k 函式具有 k 階連續導數。

C^infty 函式也稱為“光滑”函式,因為它們及其導數都沒有“角”,否則會使它們的圖形看起來有些粗糙。例如,f(x)=|x^3| 不是光滑的(上圖右側)。

存在一些特殊的 C^infty 函式,它們在分析和幾何學中非常有用。例如,存在稱為隆起函式的光滑函式,它們是特徵函式的光滑近似。通常,這些函式需要一些微積分來證明它們確實是 C^infty 函式。

A smooth, non-analytic function

任何解析函式都是光滑的。但是光滑函式不一定是解析函式。例如,解析函式不能是隆起函式。考慮以下函式,它在 0 處的泰勒級數恆等於零,但該函式不為零

 f(x)={0   for x<=0; e^(-1/x)   for x>0.
(1)

函式 f 非常迅速地趨於零。光滑函式的一個性質是它們在不同尺度下可能看起來非常不同。

光滑函式的集合不能構成巴拿赫空間,這使得一些問題變得困難,但它具有較弱的弗雷歇空間結構。


另請參閱

C-k 函式, C-infty 拓撲, 微積分, 微分拓撲, 弗雷歇空間, 單位分解, 薩德定理

此條目由 Todd Rowland 貢獻

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請引用為

Rowland, Todd. "C^infty 函式。" 來自 Web 資源,由 Eric W. Weisstein 建立。 https://mathworld.tw/C-InfinityFunction.html

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