取整函数

取整函数

函數間之關係

由上下取整函數的定義,可見

x

x

,

{\displaystyle \lfloor x\rfloor \leq \lceil x\rceil ,}

等號若且唯若

x

{\displaystyle x}

為整數,即

x

x

=

{

0

,

x

Z

,

1

,

x

Z

.

{\displaystyle \lceil x\rceil -\lfloor x\rfloor ={\begin{cases}0,&{\text{ 若 }}\ x\in \mathbb {Z} ,\\1,&{\text{ 若 }}\ x\not \in \mathbb {Z} .\end{cases}}}

實際上,上取整與下取整函數作用於整數

n

{\displaystyle n}

,效果等同恆等函數:

n

=

n

=

n

.

{\displaystyle \lfloor n\rfloor =\lceil n\rceil =n.}

自變數加負號,相當於將上取整與下取整互換,外面再加負號,即:

x

+

x

=

0

,

x

=

x

,

x

=

x

.

{\displaystyle {\begin{aligned}\lfloor x\rfloor +\lceil -x\rceil &=0,\\-\lfloor x\rfloor &=\lceil -x\rceil ,\\-\lceil x\rceil &=\lfloor -x\rfloor .\end{aligned}}}

且:

x

+

x

=

{

0

,

x

Z

,

1

,

x

Z

,

{\displaystyle \lfloor x\rfloor +\lfloor -x\rfloor ={\begin{cases}0,&{\text{ 若 }}\ x\in \mathbb {Z} ,\\-1,&{\text{ 若 }}\ x\not \in \mathbb {Z} ,\end{cases}}}

x

+

x

=

{

0

,

x

Z

,

1

,

x

Z

.

{\displaystyle \lceil x\rceil +\lceil -x\rceil ={\begin{cases}0,&{\text{ 若 }}\ x\in \mathbb {Z} ,\\1,&{\text{ 若 }}\ x\not \in \mathbb {Z} .\end{cases}}}

至於小數部分

{

x

}

=

x

x

{\displaystyle \{x\}=x-\lfloor x\rfloor }

,自變數取相反數會使小數部分變成關於1的「補數」:

{

x

}

+

{

x

}

=

{

0

,

x

Z

,

1

,

x

Z

.

{\displaystyle \{x\}+\{-x\}={\begin{cases}0,&{\text{ 若 }}\ x\in \mathbb {Z} ,\\1,&{\text{ 若 }}\ x\not \in \mathbb {Z} .\end{cases}}}

上取整、下取整、小數部分皆為冪等函數,即函數疊代兩次的結果等於自身:

x

=

x

,

x

=

x

,

{

{

x

}

}

=

{

x

}

.

{\displaystyle {\begin{aligned}{\Big \lfloor }\lfloor x\rfloor {\Big \rfloor }&=\lfloor x\rfloor ,\\{\Big \lceil }\lceil x\rceil {\Big \rceil }&=\lceil x\rceil ,\\{\Big \{}\{x\}{\Big \}}&=\{x\}.\end{aligned}}}

而多個上取整與下取整依次疊代的效果,相當於最內層一個:

x

=

x

,

x

=

x

,

{\displaystyle {\begin{aligned}{\Big \lfloor }\lceil x\rceil {\Big \rfloor }&=\lceil x\rceil ,\\{\Big \lceil }\lfloor x\rfloor {\Big \rceil }&=\lfloor x\rfloor ,\end{aligned}}}

因為外層取整函數實際衹作用在整數上,不帶來變化。

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