
【计】 interval value function
【化】 interval(space)
cost; value; happen to; on duty
【医】 number; titer; titre; value
function
【计】 F; FUNC; function
区间值函数(Interval-Valued Function)是指定义域为实数集的某个子集,而函数值为实数区间的映射关系。这类函数在数学分析和应用科学中具有重要作用,其核心特征是输出结果以区间形式呈现,表达不确定性或范围性特征。
从数学定义看,若存在区间集合$I(mathbb{R})$,则区间值函数可表示为: $$ F: X subseteq mathbb{R} to I(mathbb{R}) $$ 其中每个输入$x in X$对应输出区间$F(x)=[underline{f}(x),overline{f}(x)]$,$underline{f}$和$overline{f}$分别称为下界函数和上界函数(参考:Springer《Interval Analysis》专著。
该概念在控制理论中用于描述系统参数的不确定性范围,如机器人运动轨迹规划时需考虑执行器误差范围(见IEEE Transactions on Automatic Control论文。在金融数学领域,Black-Scholes模型的区间扩展可处理波动率不精确的情况(引自Journal of Computational Finance研究。
与经典单值函数的本质区别在于,区间值函数满足包含单调性:若$A subseteq B$,则$F(A) subseteq F(B)$。这一性质使其在可信计算领域发挥独特作用(参考ACM Transactions on Mathematical Software文献。
区间值函数(Interval-Valued Function)是数学分析中的一个概念,指函数的值域由实数轴上的区间构成,而非单一数值。其核心特征和解释如下:
区间值函数通常表示为: $$ F: X to mathcal{I}(mathbb{R}) $$ 其中,$mathcal{I}(mathbb{R})$ 表示实数轴上所有闭区间的集合。对每个输入 $x in X$,函数输出为一个闭区间 $F(x) = [a(x), b(x)]$,且满足 $a(x) leq b(x)$,其中 $a(x)$ 和 $b(x)$ 为实值函数。
区间值函数是集值函数的特例,后者映射到任意集合(如多边形、离散点集),而前者仅映射到实数轴上的闭区间。
例如,定义 $F(x) = [sin x - 0.5, sin x + 0.5]$,则对任意 $x$,$F(x)$ 表示以 $sin x$ 为中心、宽度为1的区间,可用于描述含测量误差的正弦波动。
区间值函数通过区间形式扩展了传统实值函数,适用于需要表达不确定性的数学模型。其分析需结合区间算术和上下界函数的性质,在优化、控制等领域有重要应用。
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