Кіріспе

Рационал сандарда үзілісті және иррационал сандарда үздіксіз функция

Томей функциясы – нақты айнымалының нақты мәнді функциясы, оны былай анықтауға болады:

Ол Карл Йоханнес Томейдің атымен аталған, бірақ одан басқа да көптеген атаулары бар: попкорн функциясы, жаңбыр тамшысы функциясы, саналатын бұлт функциясы, өзгертілген Дирихле функциясы, сызғыш функциясы, Риманн функциясы немесе Вавилон үстіндегі жұлдыздар (Джон Хортон Конвейдің берген аты). Томей оны Риманның интеграция туралы түсінігіне қатысты ерте оқулықта шексіз көп үзіліс нүктесі бар интегралданатын функцияның мысалы ретінде келтірген. Кез келген рационал санның өзара жай (немесе коприм) және түрінде бірегей бейнелеуі бар, сондықтан функция дұрыс анықталған. Ескеріңіз, саны ғана санымен өзара жай.

Бұл Дирихле функциясының модификациясы болып табылады, ол рационал сандарда 1-ге, ал басқа жағдайларда 0-ге тең.

Байланысты ықтималдық үлестірілімдері

Томе функциясымен байланысты эмпирикалық ықтималдық үлестірілімдер ДНК тізбектеуде кездеседі. Адам геномы диплоидты, әрбір хромосомада екі тізбегі бар. Тізбектеу кезінде кішкентай бөліктер ("оқулар") жасалады: геномдағы әрбір нүкте үшін оған толық санмен белгілі бір оқулардың саны жабысады. Олардың қатынасы рационалды сан болып табылады және әдетте Томе функциясына ұқсас таралады. Егер оң бүтін сандар жұптары бір үлестірімнен алынып, қатынастарды жасау үшін қолданылса, онда рационалдық сандар бойынша үлестірім пайда болады. Егер бүтін сандар тәуелсіз болса, онда үлестірімді рационалдық сандар бойынша конволюция ретінде қарастыруға болады. Жабық түрдегі шешімдер кесілген қуат заңы үлестірілімдері үшін бар. Егер (мұнда полилогарифм функциясы) болса, онда жиынтық бойынша біркелкі үлестірімдер жағдайында , бұл Томе функциясына өте ұқсас.

Биіктік функциясы

Бүкіл сандар үшін, 2-нің ең жоғары дәрежесі бөлетін сандардың көрсеткіші 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, ... ретімен келеді. Егер 1 қосылса немесе 0-лер алынып тасталса, 1, 2, 1, 3, 1, 2, 1, 4, 1, 2, 1, 3, 1, 2, 1, ... болады. Бұл мәндер 1/16 бөлікке градуировкаланған сызғыштағы белгілерге ұқсайды, сондықтан осылай аталады. Бұл мәндер Томе функциясының диадтық рационалдарға шектелуімен сәйкес келеді: яғни, бөлшегі 2-нің дәрежесі болатын рационал сандар.

Қатынасты функциялар

Табиғи сұрақ туындайды: рационал сандарда үздіксіз, ал иррационал сандарда үздіксіз болатын функция бар ма? Бұл мүмкін емес екені анықталды. Кез келген функцияның үздіксіздіктер жиыны Fσ жиыны болуы керек. Егер мұндай функция болса, онда иррационал сандар Fσ жиыны болар еді. Олай болса, иррационал сандар жабық жиындардың саналатын бірігісі болар еді, бірақ иррационал сандар интервалды қамтымайтындықтан, олардың ешқайсысы да интервалды қамтамайды. Сондықтан, олардың әрқайсысы ешқайда тығыз болмайды, ал иррационал сандар аз жиын болады. Осыдан, нақты сандар, иррационал және рационал сандардың бірігісі (саналатын жиын ретінде, әрине, аз жиын) да аз жиын болады. Бұл Бейр категориясы теоремасына қайшы келеді, себебі нақты сандар толық метрикалық кеңістік болатындықтан, Бейр кеңістігін құрайды, және ол өзі аз жиын бола алмайды. Томе функциясының түрі нақты сандардың кез келген Fσ ішкі жиыны функцияның үздіксіздіктер жиыны бола алатынын көрсету үшін қолданылуы мүмкін. Егер – жабық жиындардың саналатын бірігісі болса, мысалы:

Содан кейін, Томе функциясы үшін ұқсас аргумент, A-ның оның үздіксіздіктер жиыны екенін көрсетеді.