`max{x,y}, min{x,y} = (x+y)/2 +- |x-y|/2`.
`max{x,a}` 和 `min{x,a}` 的图像.
`(max{x,a}-a)/(x-a)`, `(x-max{x,a})/(x-a)`,
`((max{x,a}-a)(x-max{x,b}))/((x-a)(x-b))` 的图像.
设非空集合 `A sube RR^+` 有上界. `n in ZZ^+`,
`A^n = {a^n | a in A}`,
则 `"sup"(A^n)` 存在, 且
`"sup"(A^n) = ("sup" A)^n`.
不妨设 `n ge 2`. 记 `x = "sup" A`.
- `x^n` 是 `A^n` 上界.
任取 `a^n in A^n`, 则 `a le x`, 故 `a^n le x^n`.
- `x^n` 是 `A^n` 最小上界.
设 `y ge a^n`, `AA a in A`. 断言 `x^n le y`.
否则, 取 `epsi = (x^n - y)/(nx^(n-1)) gt 0`,
则存在 `a_epsi in A`, `a_epsi gt x - epsi`.
利用 `n` 次方差公式放大, 有
` x^n - a_epsi^n
lt x^n - (x-epsi)^n
lt epsi n x^(n-1)
= x^n - y`,
从而 `y lt a_epsi^n`, 矛盾.
函数的奇偶性
- 若 `f` 以 `a` 为对称轴, 则 `f(a+x)` 是偶函数,
即
`f(a+x) = f(a-x)`.
一般地, 若 `f` 满足 `f(a+x) = f(b-x)`, 令 `t = (a-b)/2 + x`,
即化为 `f((a+b)/2 + t) = f((a+b)/2 - t)`, 可见 `f` 以 `(a+b)/2`
为对称轴.
- 若 `f` 以 `(a, b)` 为对称中心, 则 `f(a+x)-b` 是奇函数,
即
`f(a+x)+f(a-x) = 2b`.
一般地, 若 `f` 满足 `f(a+x) + f(b-x) = 2c`, 令 `t = (a-b)/2 + x`,
即化为 `f((a+b)/2+t) + f((a+b)/2-t) = 2c`, 可见 `f` 以 `((a+b)/2,
c)` 为对称中心.
- 设 `f(x)` 在 `x ge 0` 时有定义, 将它的图像沿 `y` 轴作对称开拓
(偶延拓), 就得到 `f(|x|)` 的图像;
- 将 `f(x)` 的图像位于 `x` 轴下方的部分折叠到 `x` 轴上方, 就得到
`|f(x)|` 的图像.
设 `f` 的定义域关于原点对称, 则 `f` 可以分解为偶函数与奇函数之和:
`f(x) = (f(x) + f(-x))/2 + (f(x) - f(-x))/2`.
类似的命题还有, `n` 阶矩阵可以分解为对称阵和反对称阵之和;
有界变差函数可以分解为单增函数与单减函数之和.
函数作图
用计算器作 `f(x)`, `x in [a, b]` 的图像, 可以利用表达式
`f(x) + 0 sqrt((x-a)(b-x))`
函数大冒险
- `sqrt(1-x^2)*sin(500x)*abs(x)`
- `sqrt(1-x^2)*(sin(500x)+cos(x))/2`
- `sqrt(1-x^2)*(sin(500x)*cos(x)+x)/3`
- `(exp(2x)-exp(-2x)+sin(500x))*sin(500x)/5`
- `(sqrt(1-x^2)*cos(500x)+abs(x))*0.7`
- `(x-y)*(x+0.2)*(y-0.2) gt 0`
- `(x+y)*(x-y)*(x-0.2)*(y-0.1) lt 0.001`
冷知识,
- `f(x) = (1-x)/(1+x)` 的反函数是自己, 即 `f^2(x) = x`;
- 若 `f(x) = 1/(1-x)`, 则 `f^3(x) = x`;