Текущий выпуск Выпуск 1, 2017 Том 27

Глобальные экстремумы функции Кобаяши-Грея-Такаги и двоичные цифровые суммы

 pdf (393K)

Функция Кобаяши-Грея-Такаги $\widetilde{T}(x)$ введена Кобаяши в 2002 году для вычисления цифровых сумм в кодировке Грея. Эта функция по конструкции аналогична описанной в 1903 году функции Такаги. Как и функция Такаги, функция Кобаяши-Грея-Такаги всюду непрерывна, но нигде не дифференцируема на числовой оси. В работе доказано, что глобальный максимум функции Кобаяши-Грея-Такаги равен $8/15$, причем на отрезке $[0;2]$ он достигается в тех и только тех точках интервала $(0;1)$, $16$-ричная запись которых содержит лишь цифры $4$ или $8$. Показано также, что глобальный минимум $\widetilde{T} (x)$ равен $-8/15$ и на отрезке $[0;2]$ достигается в тех и только тех точках интервала $(1;2)$, $16$-ричная запись которых содержит лишь цифры $7$ или $\langle11\rangle$. Кроме того, на отрезке $[1/2;1]$ вычислен глобальный минимум функции Кобаяши-Грея-Такаги, равный $-2/15$. Найдены глобальные экстремумы и точки экстремума функции $\log_2 x+\widetilde{T} (x)/x$. С помощью полученных результатов из формулы Кобаяши для цифровых сумм в кодировке Грея выведена точная оценка для этих сумм.

Ключевые слова: непрерывная нигде не дифференцируемая функция Кобаяши-Грея-Такаги, глобальный максимум, глобальный экстремум, двоичные цифровые суммы в кодировке Грея
Цитата: Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки, 2017, т. 27, вып. 1, с. 17-25
DOI: 10.20537/vm170102

Global extrema of the Gray Takagi function of Kobayashi and binary digital sums

The Gray Takagi function $\widetilde{T}(x)$ was defined by Kobayashi in 2002 for calculation of Gray code digital sums. By construction, the Gray Takagi function is similar to the Takagi function, described in 1903. Like the Takagi function, the Gray Takagi function of Kobayashi is continuous, but nowhere differentiable on the real axis. In this paper, we prove that the global maximum for the Gray Takagi function of Kobayashi is equal to $8/15$, and on the segment $[0;2]$ it is reached at those and only those points of the interval $(0;1)$, whose hexadecimal record contains only digits $4$ or $8$. We also show that the global minimum of $\widetilde{T}(x)$ is equal to $-8/15$, and on the segment $[0;2]$ it is reached at those and only those points of the interval $(1;2)$, whose hexadecimal record contains only digits $7$ or $\langle11\rangle$. In addition, we calculate the global minimum of the Gray Takagi function on the segment $[1/2;1]$ and get the value $-2/15$. We find global extrema and extreme points of the function $\log_2 x + \widetilde{T} (x)/x$. By using the results obtained, we get the best estimation of Gray code digital sums from Kobayashi's formula.

Keywords: continuous nowhere differentiable Gray Takagi function of Kobayashi, global maximum, global extremum, Gray code binary digital sums
Citation in English: Bulletin of Udmurt University. Mathematics, Mechanics, Computer Science, 2017, vol. 27, issue 1, pp. 17-25

Журнал индексируется в Scopus

Журнал входит в базы данных zbMATH, MathSciNet

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Журнал включен в перечень ВАК.

Электронная версия журнала на Общероссийском математическом портале Math-Net.Ru.

Журнал включен в Crossref