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超越函數

鎖定
超越函數(Transcendental Functions),指的是變量之間的關係不能用有限次加、減、乘、除、乘方開方運算表示的函數。
歐拉把約翰·貝努利給出的函數定義稱為解析函數,並進一步把它區分為代數函數(只有自變量間的代數運算)和超越函數(三角函數對數函數以及變量的無理數冪所表示的函數),還考慮了“隨意函數”(表示任意畫出曲線的函數)。
中文名
超越函數
外文名
Transcendental Functions
應用領域
數學、物理、地理、天文等
分    類
函數
基本概念
"超出"代數函數範圍的函數
學    科
數理科學

目錄

超越函數定義

三角函數對數函數反三角函數指數函數,等就屬於超越函數 [1]  。如y=arcsinx,y=cosx,它們屬於初等函數中的初等超越函數
超越函數是指那些不滿足任何以多項式係數的多項式方程的函數 [2]  説的更技術一些,單變量函數若為代數獨立於其變量的話,即稱此函數為超越函數。例如,對數函數和指數函數即為超越函數。 超越函數這個名詞通常被拿來描述三角函數,例如正弦餘弦正割餘割正切餘切正矢半正矢等。
函數的不定積分運算是超越函數的豐富來源,如對數函數便來自代數函數的不定積分。在微分代數裏,人們研究不定積分如何產生與某類“標準”函數代數獨立的函數,例如將三角函數與多項式的合成取不定積分。
在數學領域中,超越函數與代數函數相反,是指那些不滿足任何以多項式作係數的方程的函數,即函數不滿足以變量自身的多項式為係數的多項式方程。換句話説,超越函數就是"超出"代數函數範圍的函數,也就是説函數不能表示為有限次的加、減、乘、除、乘方和開方的運算。
嚴格的説,關於變量 z解析函數 f(z) 是超越函數,那麼該函數是關於變量z代數獨立的。
非超越函數則稱為代數函數,代數函數的例子有多項式平方根函數 [3] 
代數函數進行不定積分運算能夠產生超越函數,如對數函數便是在對雙曲角圍成的面積研究中, 對倒數函數y = k/x不定積分得到的, 以此方式得到的雙曲函數sinhx、 coshx、tanhx都是超越函數。
微分代數的某些研究人員研究不定積分如何產生與某類“標準”函數代數獨立的函數,例如將三角函數多項式的合成取不定積分

超越函數量綱分析

量綱分析裏,超越函數是非常有用的,因為它們只在其參數無量綱時才有意義。因此,超越函數可以是量綱錯誤的顯著來源。
例如,lg(10 m)是個毫無意義的表示式, lg(10 m)不同於 lg(5 m / 3 m) 和 log(3) m,後兩者是有實際意義的。
利用對數恆等式, 將 lg(10m)展開為lg(10) + lg(m)能夠更清晰的説明該問題:一個有量綱的非代數運算會產生無意義的結果。
參考資料
  • 1.    雲利英. 初等超越函數超越性的證明[J]. 南昌教育學院學報,2013,28(02):111-112.
  • 2.    同濟大學數學系.高等數學(第七版):高等教育出版社,2014年7月
  • 3.    劉小明,餘鋒林. 一種超越函數的快速計算方法[J]. 中國集成電路,2013,22(05):34-36.