狄利克雷

Posted on 2011-12-18 15:30  无忧consume  阅读(1881)  评论(0编辑  收藏  举报

狄利克雷函数

定义

  实数域上的狄利克雷Dirichlet函数定义为分段函数

  F(x) = 0 (x是无理数) 或1 (x是有理数)

性质

基本性质

  1、定义域为整个实数域 R

  2、值域为 {0, 1}

  3、函数为偶函数

  4、无法画出函数图像

  5、以任意正有理数为其周期(由实数的连续统理论可知其无最小正周期)

分析性质

  1、处处不连续

  2、处处不可导

  3、在任何区间内黎曼不可积

  4、函数是可测函数

  5、在单位区间 [0,1] 上勒贝格可积,且勒贝格积分值为 0(且任意区间<a,b>(区间不论开闭和是否有限)上的勒贝格积分值为0 )

 

  对性质5的说明:虽然m(R/Q)=+∞,但在R/Q上有f(x)=0,符合可积条件(说明中Q为有理数集)。

函数周期

  狄利克雷函数是周期函数,但是却没有最小正周期,它的周期是任意有理数,而非无理数。

狄利克雷边界

数学中,狄利克雷边界条件(Dirichlet boundary condition)也被称为常微分方程偏微分方程的“第一类边界条件”,指定微分方程的解在边界处的值。求出这样的方程的解的问题被称为狄利克雷问题

在常微分方程情况下,如


\frac{d^2y}{dx^2} + 3 y = 1

在区间[0,1], 狄利克雷边界条件有如下形式:

y(0) = α1
y(1) = α2

其中α1α2是给定的数值。

一个区域\Omega\subset R^n,上的偏微分方程,如

Δy + y = 0

(Δ表示拉普拉斯算子,狄利克雷边界条件有如下的形式


y(x) = f(x) \quad \forall x \in \partial\Omega

f是给定的已知函数。

在热力学中,第一类边界条件的表述为:“将大平板看成一维问题处理时,平板一侧温度恒定。”

半无限大物体在导热方向上,当其边界温度一定为第一类。数学描述为:T(x,0) = T1;T(0,t) = Ts

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