Нотація Ландау — поширена математична нотація для формального запису асимптотичної поведінки функцій. Широко вживається в теорії складності обчислень, інформатиці та математиці.
Названа нотацією Ландау на честь німецького математика Едмунда Ландау, який популяризував цю нотацію.
Відношення «O» Редагувати
Означення для функцій дійсного (комплексного) аргументу
Через позначимо або . Нехай , і — гранична точка множини . Через позначимо -окіл точки .
Функція називається підпорядкованою функції при , якщо існують дійсні додатні числа та такі, що для довільного виконується нерівність
Для функція називається підпорядкованою функції при , якщо існують дійсне додатнє число і дійсне такі, що для довільного виконується нерівність
Для функція називається підпорядкованою функції при , якщо існують дійсне додатнє число і дійсне такі, що для довільного виконується нерівність
Позначення: , або , .
Означення для функцій цілого невід'ємного аргументу
Нехай . Функція називається підпорядкованою функції якщо існують додатнє дійсне число і натуральне такі, що для довільного виконується нерівність
Позначення: або .
Також кажуть, що « зростає не швидше ніж » або « є асимптотичною верхньою оцінкою ».
Властивості Редагувати
- для довільного
- для довільного
- Якщо , то
- Якщо і , то
- Якщо то
- Якщо і то
- Якщо і то
- Якщо і то (транзитивність)
Відношення «Ω» Редагувати
Означення для функцій дійсного (комплексного) аргументу
Через позначимо або . Нехай , і — гранична точка множини . Через позначимо -окіл точки .
Кажуть, що функція підпорядковує функцію при , якщо існують дійсні додатні числа та такі, що для довільного виконується нерівність
Для кажуть, що функція підпорядковує функцію при , якщо існують дійсне додатнє число і дійсне такі, що для довільного виконується нерівність
Для кажуть, що функція підпорядковує функцію при , якщо існують дійсне додатнє число і дійсне такі, що для довільного виконується нерівність
Позначення: , або , .
Означення для функцій цілого невід'ємного аргументу
Нехай . Кажуть, що функція підпорядковує функцію якщо існують додатнє дійсне число і натуральне такі, що для довільного виконується нерівність
Позначення: або .
Також кажуть, що « зростає не повільніше ніж » або « є асимптотичною нижньою оцінкою ».
Властивості Редагувати
- тоді й лише тоді, коли
- для довільного
- для довільного
- Якщо , то
- Якщо і , то
- Якщо то
- Якщо і то
- Якщо і то
- Якщо і то (транзитивність)
Відношення «Θ» Редагувати
Означення для функцій дійсного (комплексного) аргументу
Через позначимо або . Нехай , і — гранична точка множини . Через позначимо -окіл точки .
Функція називається асимптотичною точною оцінкою функції при , якщо існують дійсні додатні числа та такі, що для довільного виконується нерівність
Для функція називається асимптотичною точною оцінкою функції при , якщо існують дійсні додатні числа і дійсне такі, що для довільного виконується нерівність
Для функція називається асимптотичною точною оцінкою функції при , якщо існують дійсні додатні числа і дійсне такі, що для довільного виконується нерівність
Позначення: , або , .
Означення для функцій цілого невід'ємного аргументу
Нехай . Функція називається асимптотичною точною оцінкою функції якщо існують дійсні додатні числа і натуральне такі, що для довільного виконується нерівність
Позначення: або .
Властивості Редагувати
- тоді й лише тоді, коли і
- тоді й лише тоді, коли
Відношення «o» Редагувати
Означення для функцій дійсного (комплексного) аргументу
Через позначимо або . Нехай , і — гранична точка множини . Через позначимо -окіл точки .
Функція називається знехтуваною у порівнянні з функцією при якщо для довільного додатнього існує додатнє таке, що для довільного виконується нерівність
Для функція називається знехтуваною у порівнянні з функцією при , якщо для довільного додатнього існує додатнє таке, що для довільного виконується нерівність
Для функція називається знехтуваною у порівнянні з функцією при , якщо для довільного додатнього існує додатнє таке, що для довільного виконується нерівність
Позначення: або
Означення для функцій цілого невід'ємного аргументу
Нехай . Функція називається знехтуваною у порівнянні з функцією , якщо для довільного додатнього існує натуральне таке, що для довільного виконується нерівність
Властивості Редагувати
- тоді й лише тоді, коли
- Якщо то
- Якщо і то Таким чином, Аналогічно
- Якщо і то
- Якщо і то
- Якщо і то (транзитивність)
Відношення «ω» Редагувати
Означення для функцій дійсного (комплексного) аргументу
Через позначимо або . Нехай , і — гранична точка множини . Через позначимо -окіл точки .
Функція називається домінуючою у порівнянні з функцією при якщо для довільного додатнього існує додатнє таке, що для довільного виконується нерівність
Для функція називається домінуючою у порівнянні з функцією при , якщо для довільного додатнього існує додатнє таке, що для довільного виконується нерівність
Для функція називається домінуючою у порівнянні з функцією при , якщо для довільного додатнього існує додатнє таке, що для довільного виконується нерівність
Позначення: або
Означення для функцій цілого невід'ємного аргументу
Нехай . Функція називається домінуючою у порівнянні з функцією , якщо для довільного додатнього існує натуральне таке, що для довільного виконується нерівність
Властивості Редагувати
- тоді й лише тоді, коли
- тоді й лише тоді, коли
- Якщо то
- Якщо і то Таким чином, Аналогічно
- Якщо і то
- Якщо і то
- Якщо і то (транзитивність)
Відношення еквівалентності функцій Редагувати
Через позначимо або . Нехай , і — гранична точка множини .
Функції і називаються еквівалентними при якщо
Означення для функцій цілого невід'ємного аргументу аналогічне.
Позначення: або
Властивості Редагувати
- Відношення є відношенням еквівалентності на множині функцій.
- Нехай для всіх Тоді тоді й лише тоді, коли
- Якщо і то
- Нехай для всіх , і Тоді для будь-якої функції з існування однієї з границь
Приклади Редагувати
Приклад 1: Нехай , і . Маємо:
тобто і ця нерівність виконується для всіх
Звідси
Отже,
Приклад 2: Нехай і цілі числа, . Якщо , то при . Для доведення цього запишемо
Покладемо . Тоді означає що , оскільки . Отже, якщо , нерівність виконується при виборі . Також, з аналогічним обмеженням на та , ми маємо, що при з . Для доведення цього запишемо
Виберемо, наприклад, . Тоді, означає, що оскільки .
Використання Редагувати
Нотація Ландау має дві основні сфери використання: