Неопределенный (математика) - Undefined (mathematics)

В математика, период, термин неопределенный часто используется для обозначения выражения, которому не присвоена интерпретация или значение (например, неопределенная форма, который имеет склонность принимать разные значения).^[1][2] Этот термин может иметь несколько различных значений в зависимости от контекста. Например:

• В различных разделах математики некоторые понятия вводятся как примитивные представления (например, термины "точка", "линия" и "угол" в геометрия ). Поскольку эти термины не определены в терминах других концепций, они могут упоминаться как «неопределенные термины».
• А функция называется "неопределенным" в точках за пределами своего домен - например, функция с действительным знаком ${displaystyle f(x)={sqrt {x}}}$ не определено для отрицательного${displaystyle x}$ (т.е. отрицательным аргументам не присваивается никакого значения).
• В алгебра, немного арифметика операции могут не присвоить значение определенным значениям его операндов (например, деление на ноль ). В этом случае выражения, включающие такие операнды, называются «неопределенными».^[3]

Неопределенные условия

В древности геометры пытались дать определение каждому термину. Например, Евклид определил точка как «то, что не имеет части». В наше время математики признают, что попытки дать определение каждому слову неизбежно приводят к круговые определения, поэтому оставьте некоторые термины (например, "точка") неопределенными (см. примитивное понятие для большего).

Этот более абстрактный подход позволяет сделать плодотворные обобщения. В топология, а топологическое пространство можно определить как набор точек, наделенных определенными свойствами, но в общем случае природа этих «точек» полностью не определена. Точно так же в теория категорий, а категория состоит из «объектов» и «стрелок», которые снова являются примитивными неопределенными терминами. Это позволяет применять такие абстрактные математические теории к очень разнообразным конкретным ситуациям.

В арифметике

Выражение 0/0 не определено в арифметике, как объяснено в деление на ноль (используется то же выражение в исчислении представлять неопределенная форма ).

Математики расходятся во мнениях относительно того, является ли 0⁰ должно быть равно 1 или оставлено неопределенным; видеть Ноль в степени нуля для подробностей.

Значения, для которых функции не определены

Набор чисел, для которых функция определяется, называется домен функции. Если число не входит в область определения функции, функция считается «неопределенной» для этого числа. Два общих примера: ${displaystyle extstyle f(x)={frac {1}{x}}}$, который не определен для ${displaystyle x=0}$, и ${displaystyle f(x)={sqrt {x}}}$, которая не определена (в действительной системе счисления) для отрицательных${displaystyle x}$.

В тригонометрии

В тригонометрии функции ${displaystyle an heta }$ и ${displaystyle sec heta }$ не определены для всех ${displaystyle heta =180^{circ }(n-{frac {1}{2}})}$, а функции ${displaystyle cot heta }$ и ${displaystyle csc heta }$ не определены для всех ${displaystyle heta =180^{circ }(n)}$.

В информатике

Обозначения с использованием ↓ и ↑

В теория вычислимости, если ${displaystyle f}$ это частичная функция на ${displaystyle S}$ и ${displaystyle a}$ является элементом ${displaystyle S}$, то это записывается как ${displaystyle f(a)downarrow }$, и читается как "ж(а) является определенный."^[4]

Если ${displaystyle a}$ не входит в сферу ${displaystyle f}$, то это записывается как ${displaystyle f(a)uparrow }$, и читается как "${displaystyle f(a)}$ является неопределенный".

Символы бесконечности

В анализ, теория меры и других математических дисциплинах, символ ${displaystyle infty }$ часто используется для обозначения бесконечного псевдо-числа, наряду с его отрицательным, ${displaystyle -infty }$. Сам по себе символ не имеет четко определенного значения, но есть выражение вроде ${displaystyle left{a_{n}ight}ightarrow infty }$ сокращение от расходящаяся последовательность, которое в какой-то момент в конечном итоге превосходит любое заданное действительное число.

Выполнение стандартных арифметических операций с символами ${displaystyle pm infty }$ не определено. Однако некоторые расширения определяют следующие правила сложения и умножения:

• ${displaystyle x+infty =infty }$   ${displaystyle forall xin mathbb {R} cup {infty }}$.
• ${displaystyle -infty +x=-infty }$   ${displaystyle forall xin mathbb {R} cup {-infty }}$.
• ${displaystyle xcdot infty =infty }$   ${displaystyle forall xin mathbb {R} ^{+}}$.

Нет разумного расширения сложения и умножения с ${displaystyle infty }$ существует в следующих случаях:

• ${displaystyle infty -infty }$
• ${displaystyle 0cdot infty }$ (хотя в теория меры, это часто определяется как ${displaystyle 0}$)
• ${displaystyle {frac {infty }{infty }}}$

Подробнее см. расширенная строка действительных чисел.

Особенности в комплексном анализе

В комплексный анализ, точка ${displaystyle zin mathbb {C} }$ где голоморфная функция не определено, называется необычность. Различают устраняемые особенности (т.е. функцию можно голоморфно продолжить до ${displaystyle z}$), полюса (т.е. функция может быть расширена мероморфно к ${displaystyle z}$), и существенные особенности (т.е. нет мероморфного расширения на ${displaystyle z}$ может существовать).

Рекомендации

1. "Окончательный словарь высшего математического жаргона - неопределенный". Математическое хранилище. 2019-08-01. Получено 2019-12-15.
2. Вайсштейн, Эрик В. "Неопределенный". mathworld.wolfram.com. Получено 2019-12-15.
3. «Неопределенное против неопределенного в математике». www.cut-the-knot.org. Получено 2019-12-15.
4. Эндертон, Герберт Б. (2011). Вычислимость: введение в теорию рекурсии. Эльзевейер. С. 3–6. ISBN  978-0-12-384958-8.

дальнейшее чтение

• Смарт, Джеймс Р. (1988). Современная геометрия (Третье изд.). Брукс / Коул. ISBN  0-534-08310-2.