齐次函数

更新时间:2023-01-05 13:25

齐次函数是一个有倍数性质的函数:如果变数乘以一个系数,则新函数会是原函数再乘上系数的某次方倍。

定义描述

把函数的自变量乘以一个因子,如果此时因变量相当于原函数乘以这个因子 的幂,则称此函数为齐次函数。

定义函数 为 次齐次函数,需满足关系:

欧拉定理

对于 次齐次函数 ,有齐次函数的欧拉定理:

定理证明:

因为函数为次齐次函数,所以对定义式两边求全微分有

这两个全微分的值必相等,于是

取,得到

证毕。

齐次方程:

如果方程 右端的函数 为它的变量的零次齐次函数,即满足恒等式

那么称上述方程为齐次方程

例子

线性函数是一次齐次函数,因为根据线性的定义,对于所有的和,都有:

多线性函数是n次齐次函数,因为根据多线性的定义,对于所有的和都有:

从上一个例子中可以看出,两个巴拿赫空间X和 Y之间的函数的n阶弗雷歇导数是n次齐次函数。

n元单项式定义了齐次函数。

例如:

是10次齐次函数,因为:

齐次多项式是由同次数的单项式相加所组成的多项式。例如:

是5次齐次多项式。齐次多项式可以用来定义齐次函数。

应用

对于以下的微分方程

其中I和 J是同次数的齐次函数,利用变量代换v=y/x,可以把它化为可分离变量的微分方程:

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