证明狄利克雷函数D(x)不可积。

2022-10-05 16:58

D(x)定义如下D(x)=1 , 若x有理数D(x)=0 , 若x无理数
4个回答
不用证明,因为它不单调,所以不可积

主要证明:△x→0时,∑D(x)△x的值不定。

因为无论△x怎样小,在该区间上都同时存在x1,x2,使得x1为有理数,x2为无理数,那么D(x)=1 或者D(x)=0 ,如果∑D(x)△x中,所有D(x)都取1,那么△x→0时,∑D(x)△x→∞。

如果∑D(x)△x中,所有D(x)都取0,那么△x→0时,∑D(x)△x→0,即△x→0时,∑D(x)△x的值不定,所以狄利克雷函数D(x)不可积。

狄利克雷函数的公式定义:

实数域上的狄利克雷(Dirichlet)函数表示为:

(k,j为整数)也可以简单地表示分段函数的形式D(x)= 0(x是无理数)或1(x是有理数)

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。

主要证明:△x→0时,∑D(x)△x的值不定。
因为无论△x怎样小,在该区间上都同时存在x1,x2,使得x1为有理数,x2为无理数,那么D(x)=1 或者D(x)=0 ,
如果∑D(x)△x中,所有D(x)都取1,那么△x→0时,∑D(x)△x→∞。
如果∑D(x)△x中,所有D(x)都取0,那么△x→0时,∑D(x)△x→0。
即△x→0时,∑D(x)△x的值不定。
所以狄利克雷函数D(x)不可积

证明狄利克雷函数不可积,有两种方法:

第一种见图:

第二种可以使用达布和来证明,过程类似。

希望对你有用!

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