المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

Convergent
28-4-2020
Diophantine Equation--nth Powers
24-5-2020
دفن المواد الصلبة في باطن الأرض
16-5-2016
canonical (adj.)
2023-06-22
Energy Yield from Glycolysis
17-9-2021
الأفوكادو
1-9-2017

Weierstrass Function  
  
1690   03:58 مساءً   date: 19-5-2018
Author : Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; Calkin, N. J.; Girgensohn, R.; Luke, D. R.; and Moll, V. H
Book or Source : Experimental Mathematics in Action. Wellesley, MA: A K Peters, 2007.
Page and Part : ...


Read More
Date: 10-6-2019 3546
Date: 25-7-2019 2394
Date: 25-5-2019 1522

Weierstrass Function

WeierstrassFunction

The pathological function

 f_a(x)=sum_(k=1)^infty(sin(pik^ax))/(pik^a)

(originally defined for a=2) that is continuous but differentiable only on a set of points of measure zero. The plots above show f_a(x) for a=2 (red), 3 (green), and 4 (blue).

The function was published by Weierstrass but, according to lectures and writings by Kronecker and Weierstrass, Riemann seems to have claimed already in 1861 that the function f(x) is not differentiable on a set dense in the reals. However, Ullrich (1997) indicates that there is insufficient evidence to decide whether Riemann actually bothered to give a detailed proof for this claim. du Bois-Reymond (1875) stated without proof that every interval of f contains points at which f does not have a finite derivative, and Hardy (1916) proved that it does not have a finite derivative at any irrational and some of the rational points. Gerver (1970) and Smith (1972) subsequently proved that f has a finite derivative (namely, 1/2) at the set of points x=(2A+1)/(2B+1) where Aand B are integers. Gerver (1971) then proved that f is not differentiable at any point of the form 2A/(2B+1) or (2A+1)/(2B). Together with the result of Hardy that f is not differentiable at any irrational value, this completely solved the problem of the differentiability f.

Amazingly, the value of f(x) can be computed exactly for rational numbers x=p/q as

 f(p/q)=pi/(4q^2)sum_(k=1)^(q-1)(sin((k^2ppi)/q))/(sin^2((kpi)/(2q))).

 


REFERENCES:

Bailey, D. H.; Borwein, J. M.; Calkin, N. J.; Girgensohn, R.; Luke, D. R.; and Moll, V. H. Experimental Mathematics in Action. Wellesley, MA: A K Peters, 2007.

Berry, M. V. and Lewis, Z. V. "On the Weierstrass-Mandelbrot Function." Proc. Roy. Soc. London Ser. A 370, 459-484, 1980.

Chamizo, F. and Córdoba, A. "Differentiability and Dimension of Some Fractal Fourier Series." Adv. Math. 142, 335-354, 1999.

Darboux, G. "Mémoire sur les fonctions discontinues." Ann. l'École Normale, Ser. 2 4, 57-112, 1875.

Darboux, G. "Mémoire sur les fonctions discontinues." Ann. l'École Normale, Ser. 2 8, 195-202, 1879.

du Bois-Reymond, P. "Versuch einer Klassification der willkürlichen Functionen reeller Argumente nach ihren Änderungen in den kleinsten Intervallen." J. für Math. 79, 21-37, 1875.

Duistermaat, J. J. "Self-Similarity of 'Riemann's Nondifferentiable Function.' " Nieuw Arch. Wisk. 9, 303-337, 1991.

Esrafilian, E. and Shidfar, A. "Hölder Continuity of Cellerier's Non-Differentiable Function." Punjab Univ. J. Math. (Lahore) 28, 118-121, 1995.

Faber, G. "Einfaches Beispiel einer stetigen nirgends differentiierbaren [sic] Funktion." Jahresber. Deutschen Math. Verein. 16, 538-540, 1907.

Falconer, K. Fractal Geometry: Mathematical Foundations and Applications. New York: Wiley, 1990.

Gerver, J. "The Differentiability of the Riemann Function at Certain Rational Multiples of pi." Amer. J. Math. 92, 33-55, 1970.

Gerver, J. "More on the Differentiability of the Riemann Function." Amer. J. Math. 93, 33-41, 1971.

Girgensohn, R. "Functional Equations and Nowhere Differentiable Functions." Aeq. Math. 46, 243-256, 1993.

Gluzman, S. and Sornette, D. "Log-Periodic Route to Fractal Functions." 4 Oct 2001. http://arxiv.org/abs/cond-mat/0106316.

Hairer, E. and Wanner, G. Analysis by Its History. New York: Springer-Verlag, 1996.

Hardy, G. H. "Weierstrass's Non-Differentiable Function." Trans. Amer. Math. Soc. 17, 301-325, 1916.

Havil, J. "Weierstrass Function." §D.2, Appendix D, in Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 230-231, 2003.

Hu, T. Y. and Lau, K.-S. "Fractal Dimensions and Singularities of the Weierstrass Type Functions." Trans. Amer. Math. Soc. 335, 649-665, 1993.

Hunt, B. R. "The Hausdorff Dimension of Graphs of Weierstrass Functions." Proc. Amer. Math. Soc. 126, 791-800, 1998.

Jaffard, S. "The Spectrum of Singularities of Riemann's Function." Rev. Mat. Iberoamericana 12, 441-460, 1996.

Kairies, H.-H. "Functional Equations for Peculiar Functions." Aeq. Math. 53, 207-241, 1997.

Kawamoto, S. and Tsubata, T. "The Weierstrass Function of Chaos Map with Exact Solution." J. Phys. Soc. Japan 66, 2209-2210, 1997.

Kritikos, H. N. and Jaggard, D. L. (Eds.). Recent Advances in Electromagnetic Theory. New York: Springer-Verlag, 1992.

Landsberg, G. "Über Differentziierbarkeit stetiger Funktionen." Jahresber. Deutschen Math. Verein. 17, 46-51, 1908.

Lerch, M. "Ueber die Nichtdifferentiirbarkeit [sic] gewisser Functionen." J. reine angew. Math. 13, 126-138, 1888.

Mandelbrot, B. B. "Weierstrass Functions and Kin. Ultraviolet and Infrared Catastrophe." The Fractal Geometry of Nature. New York: W. H. Freeman, pp. 388-390, 1983.

Metzler, W. "Note on a Chaotic Map That Generates Nowhere-Differentiability." Math. Semesterber. 40, 87-90, 1993.

Pickover, C. A. Keys to Infinity. New York: Wiley, p. 190, 1995.

Salzer, H. E. and Levine, N. "Table of a Weierstrass Continuous Non-Differentiable Function." Math. Comput. 15, 120-130, 1961.

Singh, A. N. The Theory and Construction of Non-Differentiable Functions. Lucknow: Newul Kishore Press, 1935.

Smith, A. "The Differentiability of Riemann's Functions." Proc. Amer. Math. Soc. 34, 463-468, 1972.

Sun, D. C. and Wen, Z. Y. "Dimension de Hausdorff des graphes de séries trigonométriques lacunaires." C. R. Acad. Sci. Paris Sér. I Math. 310, 135-140, 1990.

Sun, D. and Wen, Z. "The Hausdorff Dimension of Graph of a Class of Weierstrass Functions." Progr. Natur. Sci. (English Ed.) 6, 547-553, 1996.

Sun, D. C. and Wen, Z. Y. "The Hausdorff Dimension of a Class of Lacunary Trigonometric Series." In Harmonic Analysis: Proceedings of the Special Program held in Tianjin, March 1-June 30, 1988 (Ed. M.-T. Cheng, X. W. Zhou, and D. G. Deng). Berlin: Springer-Verlag, pp. 176-181, 1991.

Trott, M. The Mathematica GuideBook for Programming. New York: Springer-Verlag, p. 36, 2004. http://www.mathematicaguidebooks.org/.

Ullrich, P. "Anmerkungen zum 'Riemannschen Beispiel' sum_(n=1)^(infty)(sinn^2x)/n^2 einer stetigen, nicht differenzierbaren Funktion." Results Math. 31, 245-265, 1997.

Volkert, K. "Die Geschichte der pathologischen Funktionen--Ein Beitrag zur Entstehung der mathematischen Methodologie." Arch. Hist. Exact Sci. 37, 193-232, 1987.

Weierstrass, K. Abhandlungen aus der Functionenlehre. Berlin: J. Springer, p. 97, 1886.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.