摘 要: 取整函數(shù)是一個(gè)常用的函數(shù),它的形式簡單,但性質(zhì)獨(dú)特,且在求極限、求導(dǎo)、求級(jí)數(shù)、求定積分、解方程等方面有廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞: 取整函數(shù) 定義 應(yīng)用
取整函數(shù)f(x)=[x]早在十八世紀(jì)就為“數(shù)學(xué)王子”高斯所采用,因此f(x)=[x]得名為高斯函數(shù).隨著時(shí)代的發(fā)展,現(xiàn)在的高斯函數(shù)不再僅僅指下取整函數(shù),還包括中取整函數(shù)和上取整函數(shù).實(shí)際上取整函數(shù)雖然定義簡單,但其性質(zhì)獨(dú)特,應(yīng)用也相當(dāng)?shù)膹V泛.
1.取整函數(shù)的定義
設(shè)x∈R,用〈x〉表示不小于x的最小整數(shù),則稱f(x)=〈x〉為上取整函數(shù)(如圖1-1)[1].用[x]表示不大于x的最大整數(shù).則稱f(x)=[x]為下取整函數(shù)(如圖1-2)[2].最接近x的整數(shù)為中取整函數(shù),即四舍五入函數(shù).
顯然,f(x)的定義域是R,值域是Z.任一實(shí)數(shù)都能寫成整數(shù)部分與非負(fù)純小數(shù)之和,即x=[x]+{x},而{x}為x的小數(shù)部分.f(x)={x}稱為小數(shù)部分函數(shù)(如圖1-3),定義域?yàn)镽,值域?yàn)椋?,1).
?。?)在求極限中的應(yīng)用
例1.求x的極限.
解:當(dāng)x≠0時(shí),有-1<≤;當(dāng)x>0時(shí),有1-x
例2.討論級(jí)數(shù)的斂散性.
解:因?yàn)?發(fā)散,所以級(jí)數(shù)非絕對(duì)收斂.
當(dāng)k≤n<(k+1),k≥1時(shí),=k,(-1)=(-1)保持定號(hào),所以有=(-1)++…+=(-1)u.
其中u=++…+,顯然,≤u≤.
OggIojtLTIwFKZzOIqSDuA== 當(dāng)k充分大時(shí)u單調(diào)減少,且k→∞時(shí),u→0.所以,由交錯(cuò)級(jí)數(shù)的萊布尼茨判別法知(-1)u收斂,從而原級(jí)數(shù)條件收斂.
?。?)在實(shí)際生活中的應(yīng)用
取整函數(shù)的實(shí)質(zhì)是建立了一個(gè)實(shí)數(shù)集到整數(shù)集的一個(gè)映射,可以將任意實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)化為整數(shù),在實(shí)際數(shù)學(xué)問題及生活問題中,我們可以充分利用此函數(shù)的轉(zhuǎn)化作用.
例3.在某次會(huì)議中需要選取會(huì)議代表,規(guī)定每m人選取1人,余額滿n人可以增選1人(1≤n<m),則推選的代表數(shù)y與候選人的總數(shù)x,可用如下的函數(shù)式表示,y=或y=+1=<>.
此類問題在實(shí)際生活的各個(gè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用.各種按重量、長度、體積等量度計(jì)費(fèi)的制度都是采用函數(shù)[x],如郵政資費(fèi)按郵品重量計(jì)算、出租車按里程計(jì)費(fèi)等.
參考文獻(xiàn):
?。?]方學(xué)榮,馮平.高斯函數(shù)的性質(zhì)[J].新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào),2004,23,(2):13-15.
?。?]閔嗣鶴,嚴(yán)士鍵.初等數(shù)論(第三版)[M].高等教育出版社,2006:19-23.
注:“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請(qǐng)以PDF格式閱讀”