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C^infty 函数


C-InfinityFunction

一个 C^infty 函数是指对于所有阶数求导都可微的函数。例如,f(x)=e^(2x) (上图左侧) 是 C^infty 函数,因为它的第 n 阶导数 f^((n))(x)=2^ne^(2x) 存在且连续。所有多项式都是 C^infty 函数。使用这种符号的原因是 C-k 函数具有 k 阶连续导数。

C^infty 函数也称为“光滑”函数,因为它们及其导数都没有“角”,否则会使它们的图形看起来有些粗糙。例如,f(x)=|x^3| 不是光滑的(上图右侧)。

存在一些特殊的 C^infty 函数,它们在分析和几何学中非常有用。例如,存在称为隆起函数的光滑函数,它们是特征函数的光滑近似。通常,这些函数需要一些微积分来证明它们确实是 C^infty 函数。

A smooth, non-analytic function

任何解析函数都是光滑的。但是光滑函数不一定是解析函数。例如,解析函数不能是隆起函数。考虑以下函数,它在 0 处的泰勒级数恒等于零,但该函数不为零

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

函数 f 非常迅速地趋于零。光滑函数的一个性质是它们在不同尺度下可能看起来非常不同。

光滑函数的集合不能构成巴拿赫空间,这使得一些问题变得困难,但它具有较弱的弗雷歇空间结构。


另请参阅

C-k 函数, C-infty 拓扑, 微积分, 微分拓扑, 弗雷歇空间, 单位分解, 萨德定理

此条目由 Todd Rowland 贡献

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请引用为

Rowland, Todd. "C^infty 函数。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源,由 Eric W. Weisstein 创建。 https://mathworld.net.cn/C-InfinityFunction.html

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