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光滑函数

王朝百科·作者佚名  2012-04-24  
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光滑函数(smooth function)在数学中特指无穷可导的函数,也就是说,存在所有有限阶导数。若一函数是连续的,则称其为C^0函数;若函数存在连续导函数,即连续可导,则被称为C^1函数;若一函数n阶可导,并且其n阶导函数连续,则为C^n函数()。而光滑函数是对所有n都属于C^n函数,特称其为光滑函数。

例如,指数函数显然是光滑的,因为指数函数的导数是指数函数本身。

构造在给定区间外为零但在区间内非零的光滑函数经常很有用。这是可以达到的;另一方面来讲,一个幂级数不可能有这样的属性。这表明光滑和解析函数之间存在着巨大的鸿沟;所以泰勒定理一般不可以应用到展开光滑函数。

流形的光滑映射

光滑流形之间的光滑映射可以用坐标图的方式来定义。因为函数的光滑性的概念和特定的坐标图的选取无关。这样的映射有一个一阶导数,定义在切向量上;它给出了在切丛的级别上的对应纤维间的线性映射。

高等定义

在需要讨论所有无穷可微函数的集合时,以及该空间的元素在微分和积分、求和、取极限时的行为时,人们发现所有光滑函数的空间不是一个合适的选择,因为它在这些操作下不是完备和闭合的。对于这个情况的一个正确处理,我们可以采用索伯列夫空间(Sobolev space)的概念。

 
 
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