
【计】 monotone increasing function
在数学分析中,单调递增函数(monotonically increasing function)指定义域内任意两点满足“自变量增大则函数值不减”规律的实函数。其精确定义为:设函数$f(x)$在区间$I$上有定义,若对任意$x_1,x_2∈I$且$x_1<x_2$时,恒有$f(x_1)≤f(x_2)$,则该函数称为区间$I$上的单调递增函数。若严格满足$f(x_1)<f(x_2)$,则称为严格单调递增函数。
该概念的核心特征体现在两方面:一是函数图像的几何形态整体呈上升趋势(允许局部水平线段);二是其导数的非负性——若函数可导,则$f'(x)≥0$在定义域内成立。典型实例包括线性函数$f(x)=kx+b$(当斜率$k>0$时)和指数函数$f(x)=a^x$(当底数$a>1$时)。
在应用领域,单调递增函数被广泛用于描述经济学中的边际效用递减规律、计算机算法的复杂度分析,以及工程学中的信号处理模型。美国数学学会(AMS)将其定义为“保序映射”的特例,强调该函数保持实数集中元素的原序关系。需要区分的是,非递减函数(non-decreasing function)与单调递增函数在数学文献中常被视为等价概念。
单调递增函数是数学分析中的基础概念,描述函数值随自变量增大而保持非减的特性。其核心定义和特性如下:
一、数学定义 设函数( f(x) )在区间( I )上有定义,若对任意( x_1, x_2 in I )且( x_1 < x_2 ),都有: $$ f(x_1) leq f(x_2) $$ 则称( f(x) )在区间( I )上单调递增。若严格满足( f(x_1) < f(x_2) ),则称为严格单调递增。
二、判定方法
导数判据:若函数可导且( f'(x) geq 0 )在区间内恒成立,则函数单调递增;若( f'(x) > 0 ),则为严格递增。例如:
差分判据:直接验证( f(x_2) - f(x_1) geq 0 )对所有( x_2 > x_1 )成立。
三、典型示例
四、重要性质
应用领域:这类函数常用于描述经济增长、物理运动轨迹、概率分布函数(如CDF)等随时间或输入参数单向变化的场景。例如经济学中的供需关系模型、统计学中的累积分布函数均需满足单调递增特性。
【别人正在浏览】