单调函数

✍ dations ◷ 2025-07-07 09:08:43 #序理论,数学分析,函数

在数学中在有序集合之间的函数是单调(monotone)的,如果它们保持给定的次序。这些函数最先出现在微积分中后来推广到序理论中更加抽象结构中。尽管概念一般是一致的,两个学科已经发展出稍微不同的术语。在微积分中,我们经常说函数是单调递增和单调递减的,在序理论中偏好术语单调、反单调或序保持、序反转。

是在两个带有偏序≤的集合和之间的函数。在微积分中,它们是带有平常次序的实数集的子集之间的函数,但是定义仍保持同更一般的序理论定义一样。

函数是单调的,如果只要 ≤ ,则() ≤ ()。因此单调函数保持次序关系。

在微积分中,经常不需要诉诸序理论的抽象方法。如上所述,函数通常是按自然次序排序的实数集的子集之间的映射。

受在实数上的单调函数的图的形状的启发,这种函数也叫做单调递增的(或"非递减"的)。类似的,函数叫做单调递减的(或"非递增"的),如果只要 < ,则() ≥ (),就说它反转了次序。

如果把定义中的次序≥替换为严格次序>,则得到了更严格的要求。有这样性质的函数叫做严格递增的。还有通过反转序符号,可以得到对应的严格递减。严格递增或递减的函数是一一映射(因为 a < b {\displaystyle a<b} 满足性质

常数函数是单调的也是反单调的;反过来,如果是单调的也是反单调的,并且如果的定义域是格,则必定是常量函数。

单调函数是序理论的中心。它们大量出现于这个主题的文章和在这些地方的找到的应用中。著名的特殊单调函数是序嵌入( ≤ 当且仅当() ≤ ()的函数)和序同构(双射序嵌入)。

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