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⌕2026/8/31
概念

有界变差

全变差度量函数的「总摆幅」,若尔当分解把有界变差函数拆为两个单调函数之差。

所属主题:实分析 ↗
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当前概念

有界变差实分析

01定义

有界变差(BV)函数是「总摆幅有限」的函数:全变差 V(f)V(f) 为一切分割下增量绝对值之和的上确界。若尔当分解把 BV 函数拆为两个单调函数之差——可积、可微性良好,是测度与几何的交汇点。
V(f) = Σ|Δf|:上升下降全算正 总摆幅有限 ⇒ 可分解为两个单调函数之差(若尔当)
全变差:沿曲线的总升降幅度

02核心要点

01

若尔当分解

ff 为 BV   ⟺  f=g−h\iff f=g-h,g,hg,h 单调递增——BV 函数的性质可借单调函数逐一继承(几乎处处可导、至多可列间断)。

02

与绝对连续之別

康托尔函数是 BV 且连续,但非绝对连续——导数几乎处处为 0 却从 0 升到 1;两者之差恰是「奇异部分」。

03

现代 BV 理论

多元 BV:梯度为有限测度的函数空间——图像处理的全变差去噪(ROF 模型)、自由边界问题的自然语言。

03关键公式

Vab(f)=sup⁡∑i∣f(xi)−f(xi−1)∣<∞V_a^b(f)=\sup\sum_{i}|f(x_i)-f(x_{i-1})|<\infty

04历史沿革

若尔当 1881 年为研究曲线长度引入有界变差;勒贝格 1904 年给出分解定理;20 世纪 De Giorgi 把 BV 推广到高维,成为几何测度论核心。

05应用与延伸

图像去噪(Total Variation 保持边缘)、金融中资产价格的变差分析(二次变差判别布朗运动)、信号处理中的趋势提取。

06交互演示

有界变差:振荡与全变差V = Σ|Δy|:总变差等于正负涨落之和

07相关概念