第三百一十章 魏爾斯特拉斯函數(shù)(反常函數(shù))
Engel對(duì)維爾斯特拉斯說(shuō):“我知道狄利克雷函數(shù)它處處不連續(xù),處處極限不存在。還沒(méi)聽說(shuō)過(guò)處處連續(xù)而處處不可導(dǎo)的函數(shù)。會(huì)有這樣的函數(shù)嗎?”一般人在直覺(jué)上會(huì)認(rèn)為連續(xù)的函數(shù)必然是可導(dǎo)的,即使不可導(dǎo),不可導(dǎo)的點(diǎn)也必然只占整體的一小部分
維爾斯特拉斯寫出了一個(gè)方程,是一個(gè)余弦求和函數(shù),外部系數(shù)a的n次方,a大于0小于1,內(nèi)部角的系數(shù)是b的n次方乘以π,其中b是正奇數(shù),符合一個(gè)條件a乘以b大于1加π乘以1.5.
Engle說(shuō):“這樣的函數(shù)式如何處處連續(xù)的?”
維爾斯特拉斯大概將圖描出來(lái),是一個(gè)異常都懂像是充滿毛刺的圖。
Engle說(shuō):“這跟狄利克雷函數(shù)差不多了看,看起來(lái)處處不連續(xù)了?!?p> 維爾斯特拉斯說(shuō):“這個(gè)圖放大了還是這種形狀,一直放大,一直是這樣相同的形狀。”爾斯特拉斯函數(shù)可以說(shuō)是第一個(gè)分形函數(shù),盡管這個(gè)名詞當(dāng)時(shí)還不存在。將魏爾斯特拉斯函數(shù)在任一點(diǎn)放大,所得到的局部圖都和整體圖形相似。無(wú)論如何放大,函數(shù)圖像都不會(huì)顯得更加平滑,不像可導(dǎo)函數(shù)那樣越來(lái)越接近直線;仍然具有無(wú)限的細(xì)節(jié),不存在單調(diào)的區(qū)間。
Engle說(shuō):“聽起來(lái)確實(shí)十分病態(tài)。”
維爾斯特拉斯說(shuō):“根據(jù)我發(fā)現(xiàn)的判別法可以證明這個(gè)函數(shù)的收斂性,也進(jìn)一步證明這個(gè)函數(shù)是處處連續(xù)的。”
Engle說(shuō):“那如何去處處證明這個(gè)函數(shù)式處處不可導(dǎo)?”
維爾斯特拉斯說(shuō):“直接使用求導(dǎo)公式來(lái),可以從中導(dǎo)出數(shù)列,導(dǎo)出矛盾?!?