指示函数

更新时间:2022-08-25 14:09

集合论中,指示函数是定义在某集合X上的函数,表示其中有哪些元素属于某一子集A。

定义

在数学中,指示函数是定义在某集合X上的函数,表示其中有哪些元素属于某一子集 ,常应用在集合论中。指示函数有时候也称为特征函数。已经少用这一称呼。概率论有另一意思迥异的特征函数

集X的子集 的指示函数是函数 ,定义为

.

的指示函数也记作 或

简单性质

把 的子集 对应到它的指示函数的映射是双射值域是所有函数 的集合。

如果 和 是 的两个子集,那么

以及

更一般地,设 是 的子集。对任意 ,可知

当且仅当x不属于任何。

故有

展开左式

其中是的。这是容斥原理的一个形式。

如上一例子所示,指示函数是组合数学一个有用记法。这记法也用在其他地方,例如在概率论:若是概率空间,有概率测度P,是可测集,那么就是随机变量,其期望值等于的概率,

这等式用于马尔可夫不等式的一个简单证明里。

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