Кіріспе
Фракталдық ерекше қасиеттері бар функция. Математикада Минковскийдің сұрақ белгісі функциясы, өлшемі = 120%, 1904 жылы Герман Минковский анықтаған, ерекше фракталдық қасиеттері бар функция. Ол 1938 жылы Арно Денжой ұсынған квадраттық иррационал сандардың тізбекті бөлшектерге жіктелуін, рационал сандардың екілік жіктелуімен байланыстыратын формула арқылы, квадраттық иррационал сандарды бірлік аралықтағы рационал сандарға бейнелейді. Сондай-ақ, ол рационал сандарды екілік рационал сандарға бейнелейді, бұл Штерн-Броко ағашымен тығыз байланысты рекурсивті анықтама арқылы көрінеді.
In mathematics, Minkowski's question mark function, denoted size=120%, is a function with unusual fractal properties, defined by Hermann Minkowski in 1904. It maps quadratic irrational numbers to rational numbers on the unit interval, via an expression relating the continued fraction expansions of the quadratics to the binary expansions of the rationals, given by Arnaud Denjoy in 1938. It also maps rational numbers to dyadic rationals, as can be seen by a recursive definition closely related to the Stern–Brocot tree.
Квадраттық иррационалдар
Сұрақ белгісі функциясы диадтық емес рационалдарды квадратикалық иррационалдарға бір-бірге сәйкес келіп карталайды, осы арқылы соңғысының санаулы екенін нақты дәлелдеуге мүмкіндік береді. Шындығында, оларды диадтық түрлендірудің периодтық орбиталарымен байланыстыруға болады. Бұл бірнеше қадамда нақты көрсетілуі мүмкін.
Қасиеттері
Сұрақ белгісі функциясы – қатаң түрде өсетін және үздіксіз, бірақ толық үздіксіз емес функция. Туындысы дерлік барлық жерде анықталған, және тек екі мәнді қабылдауы мүмкін: 0 (оның мәні дерлік барлық жерде, соның ішінде барлық рационал сандарда) және. Интегралдаған кезде сұрақ белгісі функциясын беретін өлшемді құрудың бірнеше тәсілі бар. Мұндай құрылымдардың бірі – нақты сандар түзуінде Фарей сандарының тығыздығын өлшеу. Сұрақ белгісі өлшемі – кейде көп фракталды өлшемдер деп аталатын өлшемдердің классикалық мысалы. Сұрақ белгісі функциясы рационал сандарды екілік рационал сандарға бейнелейді, яғни екілік өрнектемесі аяқталатын сандарға, бұл жоғарыда сипатталған рекурсивті құрылымнан индукция арқылы дәлелдеуге болады. Ол квадраттық иррационал сандарды екілік емес рационал сандарға бейнелейді. Екі жағдайда да ол осы жиындар арасында реттік изоморфизмді қамтамасыз етеді, осылайша Кантордың изоморфизм теоремасын нақтылайды, соған сәйкес кез келген екі шексіз саналатын тығыз сызықтық реттер реттік изоморфты болады. Бұл тақ функция және функционалдық теңдемені қанағаттандырады; соған сәйкес x ↦ ?(x) − x – бірлік периоды бар жұп периодтық функция. Егер ?(x) иррационал болса, онда x алгебралық, дәрежесі екіден жоғары, немесе трансценденттік болады. Сұрақ белгісі функциясы 0, 1 және кем дегенде тағы екі нүктеде бекітілген нүктелерге ие, олар орталық нүктеге симметриялы. Олардың бірі шамамен 0,42037-ге тең. Мощевитиннің болжамы бойынша, осы бекітілген нүктелердің саны тек 5. 1943 жылы Рафаэль Салем сұрақ белгісі функциясының Фурье-Стильджес коэффициенттері шексіздікте нөлге теңдейтін-теңдейтін деген сұрақ қойды. Басқаша айтқанда, ол Гиббс өлшемдері бойынша нәтижелердің ерекше жағдайы ретінде Джордан мен Сальстеннің жауабын растай ма, жоқ па, білгісі келді. Минковский сұрақ белгісі функциясының графигі – де Рам қисықтары деп аталатын фракталдық қисықтардың ерекше жағдайы.
This was answered affirmatively by Jordan and Sahlsten, as a special case of a result on Gibbs measures. The graph of Minkowski question mark function is a special case of fractal curves known as de Rham curves.
Ықтималдық үлестірімі
Минковский сұрақ белгісі функциясын ? :[0,1] → [0,1] интервалына шектеу арқылы, оны бірлік аралықтағы ерекше үлестірімнің жиынтық үлестірім функциясы ретінде қолдануға болады. Бұл үлестірім өзінің орта нүктесіне қатысты симметриялы, оның бастапқы моменттері шамамен m1 = 0,5, m2 = 0,290926, m3 = 0,186389 және m4 = 0,126992-ге тең, сондықтан орташа және медианасы 0,5, стандартты қатеуі шамамен 0,2023, қисықтығы 0, ал артық куртозы шамамен -1,147.