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一个光滑但不解析的函数

2026-01-14
2026-01-14
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参考内容#

光滑但不解析 - 知乎

讨论一个函数的解析性#

在 2026/01/14 上午,北京大学李新征教授来武汉大学做了个报告,在介绍李杨相变理论的过程中提到了一个关于函数解析性的例子:

f(x)={0,x≤0e−1/x,x>0f(x) = \begin{cases} 0 &, x \le 0 \\ e^{-1/x} & ,x > 0 \end{cases}

f(x)f(x) 在 x=0x=0 处有任意阶导数,是光滑的。

但是 f(x)f(x) 在 x=0x=0 处的 Taylor 展开恒为 00

g[n_] := D[Exp[-1/x], {x, n}];
Table[Limit[g[n], x -> 0, Direction -> "FromAbove"], {n, 0, 100}]

输出:

{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, \
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, \
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, \
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, \
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}

所以该级数不能在 x>0x>0 的邻域内表示 f(x)=e−1/xf(x)=e^{-1/x}。因此 f(x)f(x) 在 x=0x=0 处不是解析函数。

经过简单的搜索,我发现这是一个非常经典的例子,故不再深入展开,仅作简单记录。

一个光滑但不解析的函数
https://harry-zhu-45.github.io/2026/01/14/other/一个光滑但不解析的函数/
作者
Harry Zhu
发布于
2026-01-14
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0