Перейти к содержанию

sgn

Материал из Мегавики
График функции y = sgn x

sgn (сигнум, от лат. signum — знак) — кусочно-постоянная функция действительного аргумента. Обозначается sgnx. Определяется следующим образом:

sgnx={  1,x>0  0,x=01,x<0

Функция не является элементарной.

Часто используется представление

sgnx=ddx|x|

При этом производная модуля в нуле, которая, строго говоря, не определена, доопределяется средним арифметическим соответствующих производных слева и справа.

Функция применяется в теории обработки сигналов, в математической статистике и других разделах математики, где требуется компактная запись для индикации знака числа.

История и обозначения[править]

Функцию sgnx ввёл Леопольд Кронекер в 1878 году, сначала он обозначал её иначе: [x]. В 1884 году Кронекеру понадобилось в одной статье использовать, наряду с sgn, функцию «целая часть», которая также обозначалась квадратными скобками. Во избежание путаницы Кронекер ввёл обозначение sgn.x, которое (за вычетом точки перед аргументом) и закрепилось в науке. Иногда функцию обозначают как signx.

Свойства функции[править]

sgnx=x|x|=|x|x при x0.
  • ddxsgnx=2δ(x), где δ(x) — дельта-функция Дирака.
  • sgnxsgny=sgn(xy).
  • sgnx=2π0sintxtdt.

Обобщения функции для комплексного аргумента[править]

  • Представление
sgnz={z|z|,z00,z=0

даёт одно из возможных обобщений функции сигнум на множество комплексных чисел. При этом z|z|=cosφ+isinφ=eiφ, где φ=Argzаргумент комплексного числа z. При z0 результатом функции sgnz является точка единичной окружности, ближайшая к числу z. Смысл данного обобщения заключается в том, чтобы посредством радиус-вектора единичной длины показать направление на комплексной плоскости, отвечающее числу z. Это же направление в полярных координатах задаёт угол φ. Неопределённое направление, отвечающее числу z=0, выражается нулевым значением функции. Например, таким образом функция signum определена в стандартной библиотеке комплексных чисел в языке Haskell[1].

  • Другой вариант обобщения функции, обозначаемый как csgn, определяется следующим образом:
csgn(z)={1,Rez>01,Rez<0sgnImzRez=0

Данное обобщение используется, например, в приложениях Mathcad и Maple[2].

См. также[править]

Примечания[править]

  1. Simon Peyton Jones (editor) et al. 13. Complex Numbers // Haskell 98 Language and Libraries : The Revised Report. — 2002.
  2. Maple V documentation. May 21, 1998

Литература[править]

  • Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике. — М.: Наука, 1964. — 608 с.
  • Воднев В. Т., Наумович А. Ф., Наумович Н. Ф. Основные математические формулы. Справочник. — Минск: Вышэйшая школа, 1988. — 269 с.
Источник — https://megawiki.ru/wiki/Sgn