キチガイ関数一覧表できたよー(R→R編)

１３２人目の素数さん

・テスト関数
f(x)=I_(-1,1)(x)e^(-1/(1-x^2)) (Iは指示関数)
無限回微分可能であるが、テーラー展開出来ない関数
実関数ならではの性質実解析では重宝される
キチガイ度低め

～～微分可能関数の壁～～
・位相幾何学者の正弦曲線
f(x)=sin(1/x)
曲線の長さが局所有限でない
連結だが弧状連結でない
原点付近がキチガイ

・カントールの悪魔の階段
f_0(x)=x,f_{n+1}(x)=(1/2)I_[0,1/3)(x)f_n(3x)+(1/2)I_[1/3,2/3)(x)+(1/2)I[2/3,1](x)(1/2+(1/2)f_n(3x-2))
の各点収束先
カントール集合以外では定数
至るところ微分が0で連続関数なのにも関わらず、0から1まで全ての値を取る連続関数
さらに微分不可能点が非可算無限個存在する
連続だが絶対連続ではない
名前からしてキチガイ

～～至るところ微分可能関数の壁～～
・ワイエルシュトラス関数
f(x)=(n=0,∞)a^n cos(b^n πx)
(0＜a＜1,b:奇自然数,ab＞1+3π/2)
連続関数なのにも関わらず、至るところ微分不可能
グラフはフラクタル状になっていて、1次元の曲線ではない
見た目においてはこれが1番キチガイかもしれない

～～連続関数の壁～～
ディリクレの関数
f(x)=I_(Q^c)(x)
有理数では0,無理数では1を返す関数
至るところ不連続
有界なのにリーマン可積分でない関数
すなわち古典的な意味での面積が定義できない
もはやグラフでの想像が付かないキチガイ

～～可測関数の壁～～
ヴィタリ集合上の指示関数
f(x)=I_(ι(R/Q)(x) (ιはR/QからRへの適当な埋め込み)
あらゆる連続関数の近似も寄せ付けない
もはや現代的な意味の面積すら定義出来ない
測れるとは何なのか、根源的な問いかけに迫るキングofキチガイ関数