在研究函数的连续性基础上产生的一类重要的函数。R.L.贝尔于1899年提出如下的函数分类方法:以区间【0,1】上的函数为例,【0,1】上的连续函数称为0类函数。0类函数序列点点收敛的极限函数,当它不是0类函数时,就称为1类函数。1类函数序列点点收敛的极限函数,如果不是0类或1类的函数时,便称为2类函数。依次对每一个自然数n,可以引入n类函数的概念。
在
数学,贝尔函数是从获得的
连续函数的函数,通过形成的功能序列的逐点限制的操作的超限迭代。它们是由René-Louis Baire于1899年引入的。Baire集是一个
特征函数是Baire函数的集合。
亨利·勒贝格(Henri Lebesgue)证明了(对于单位区间的函数)每个可数序数的Baire类包含的函数不在任何较小的类中,并且存在不在任何Baire类中的函数。
任何微分函数的
导数都是1类的。导数不连续(x= 0)的可微函数的一个例子是等于 当x≠0时,以及当x= 0时为0。一个无限的相似函数的总和(通过有理数进行缩放和移位)甚至可以给出一个可微函数,其导数在稠密集上是不连续的。然而,它必然具有连续性点,这很容易从Baire表征定理中得到(K=X=R)。
康托尔集合的
特征函数,如果x在康托尔集合中,则等于1,否则为0。这个函数对于一组不可数的x值是0,对于不可数组是1。它在任何等于1的地方都是不连续的,在任何等于0的地方都是连续的。它通过连续函数来近似 ,在哪里 是Cantor集合中距离最近点的距离。
贝尔函数表征定理指出,在分支空间X上定义的实值函数f是Baire-1函数,当且仅当对于X的每个非空封闭子集K,f对K的限制都有一个相对连续点到K的
拓扑。
不属于等级1的区间[0,1]上的Baire二类函数的一个例子是有理数的特征函数, ,也被称为
Dirichlet函数。到处都是不连续的。这可以通过注意到,对于任何有限的理性集合而言,这个集合的指标函数是Baire 1:即函数 同样收敛于指标函数 ,在哪里 是理性的有限集合。由于理性是可数的,我们可以看看这些事情的点状限制 ,在哪里 是合理的列举。根据上述定理,不是Baire-1:不连续点是整个区间。