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    函數大于0恒等于1小于0恒等于-1單調嘛

    函數大于0恒等于1小于0恒等于-1單調嘛

    瀏覽次數:1849次    時間:2025-06-28
  • 資訊詳情
  • 函數大于0恒等于1小于0恒等于-1的函數被稱為符號函數,它在數學中具有重要的應用價值。本文將探討符號函數的單調性質。

    首先,我們可以將符號函數表示為:

    $$

    sgn(x)=\begin

    1, & x>0 \\

    0, & x=0 \\

    -1, & x<0

    \end

    $$

    從表達式中可以看出,當$x$大于0時,符號函數的值為1;當$x$小于0時,符號函數的值為-1。因此,我們可以得出結論:符號函數在$x>0$和$x<0$的區間內單調。

    為了證明這個結論,我們可以使用符號函數的導數來進行分析。由于符號函數在$x=0$處不可導,因此我們只需要考慮$x>0$和$x<0$兩個區間。

    當$x>0$時,符號函數可以表示為$sgn(x)=\frac$。對其求導得:

    http://www.fjhawl.com/common/images/p77tgtXBVp_3.jpg

    $$

    \fracsgn(x)=\frac\frac=\frac\left(\frac\right)\cdot|x|+\frac|x|\cdot\frac=-\frac\cdot|x|+\frac\cdot\frac

    $$

    當$x>0$時,$|x|=x$,因此:

    $$

    \fracsgn(x)=-\frac\cdot x+\frac=-\frac<0

    $$

    由此可知,在$x>0$的區間內,符號函數單調遞減。

    同理,當$x<0$時,符號函數可以表示為$sgn(x)=\frac$。對其求導得:

    $$

    \fracsgn(x)=\frac\frac=\frac\left(\frac\right)\cdot|x|+\frac|x|\cdot\frac=\frac\cdot|x|+\frac\cdot\frac

    $$

    當$x<0$時,$|x|=-x$,因此:

    $$

    \fracsgn(x)=\frac\cdot(-x)+\frac=\frac>0

    $$

    由此可知,在$x<0$的區間內,符號函數單調遞增。

    綜上所述,符號函數在$x>0$和$x<0$的區間內單調。但需要注意的是,在$x=0$處,符號函數不存在導數,因此不能確定其單調性。

    總之,符號函數在數學中具有重要的應用價值,其單調性質也是我們需要理解和掌握的數學知識。

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