Función en escada

En matemáticas, unha función sobre os números reais chámase función en escada se se pode escribir como unha combinación lineal finita de funcións indicadoras de intervalos. Falando informalmente, unha función en escada é unha función constante por tramos que ten só un número finito de pezas.
dereita|miniatura|268x268px| Un exemplo de función en escada (a gráfica vermella). Nesta función, cada subfunción constante cun valor de función αi ( i = 0, 1, 2, ...) está definida nun intervalo Ai e os intervalos distínguense polos puntos xj (j = 1, 2, .. .). Esta función en escada en particular é continua pola dereita .

 Definición e primeiras consecuencias 
Unha función  chámase función en escada se se pode escribir como 

 , para todos os números reais 

onde ,  son números reais,  son intervalos, e  é a función indicadora de :



Nesta definición, os intervalos  pódese ausmir que teñen as dúas propiedades seguintes:

 Os intervalos son disxuntos por pares :  para 
 A unión dos intervalos é a recta real enteira: 

De feito, se ese non é o caso inicial, pódese escoller un conxunto diferente de intervalos para os que se manteñan estas premisas. Por exemplo, a función en escada



pódese escribir como



 Variacións na definición 
Ás veces requírese que os intervalos sexan abertos pola dereita  ou permítese que sexan unitarios. A condición de que a colección de intervalos debe ser finita adóitase eliminar, especialmente nas matemáticas escolares,https://study.com/academy/lesson/step-function-definition-equation-examples.html definición de función en escada  aínda que debe ser localmente finita, mais sendo así corresponderíase coa definición de función por tramos.

 Exemplos 
miniatura|325x325px| A función en escada de Heaviside é unha función en escada de uso frecuente.

 Unha función constante é un exemplo trivial dunha función en cascada. Nese caso só hai un intervalo, 
 A función de signo , que é −1 para números negativos e +1 para números positivos, e é a función en escada non constante máis sinxela.
 A función de Heaviside , que é 0 para números negativos e 1 para números positivos, é equivalente á función de signo, cun desprazamento e escala de rango (  ). É o concepto matemático detrás dalgúns sinais de proba, como os que se usan para determinar a resposta en escada dun sistema dinámico .

miniatura| A función rectangular, a seguinte función en escada máis sinxela.

 A función rectangular, úsase para modelar un pulso unitario.

 Non exemplo 

 A función parte enteira non é unha función en escada segundo a definición deste artigo, xa que ten un número infinito de intervalos. Non obstante, algúns autores  tamén definen funcións en escada cun número infinito de intervalos.

Propiedades
 A suma e o produto de dúas funcións en escada é de novo unha función en escada. O produto dunha función en escada cun número tamén é unha función en escada. Como tal, as funcións en escada forman unha álxebra sobre os números reais.
 Unha función en escada só toma un número finito de valores. Se os intervalos  para  na definición anterior da función en escada son disxuntos e a súa unión é a liña real, daquela  para todos os 
 A integral definida dunha función en escada é unha función linear por tramos.
 A integral de Lebesgue dunha función en escada  é  onde  é a lonxitude do intervalo  , e asúmese aquí que todos os intervalos  teñen lonxitude finita. De feito, esta igualdade (vista como unha definición) pode ser o primeiro paso para construír a integral de Lebesgue.
 Unha variable aleatoria discreta ás veces defínese como unha  variable aleatoria  cuxa función de distribución acumulada é constante por tramos. Neste caso, é localmente unha función en escada (a nivel global, pode ter un número infinito de chanzos). Porén, normalmente, calquera variábel aleatoria con só un número de valores posíbeis denomínase variábel aleatoria discreta, neste caso a súa función de distribución acumulada non é necesariamente localmente unha función en escada, xa que se poden acumular infinitos intervalos nunha rexión finita.

 Notas 


 Véxase tamén 


 Outros artigos 
 Función por tramos.
 Función de Cantor.

Categoría:Funcións