可忽略函式的極限定義
我正在閱讀 Dan Boneh 的書,我被困在定理 2.11 上,其證明留作練習。
問題是:證明如果 $ \lim_{n \rightarrow \infty} f(n)n^c = 0 $ 對所有人 $ c > 0 $ , 然後 $ f $ 可以忽略不計。
在這裡,可忽略的函式被定義為一個函式 $ f : \mathbb{Z}_{\geq 1} \rightarrow \mathbb{R} $ 這樣對於任何真實的 $ c > 0 $ , 存在一個整數 $ n_0 \geq 1 $ 這樣 $ f(n) < \frac{1}{n^c} $ 為人 $ n \geq n_0 $ .
到目前為止,我所做的如下:假設,對於任何真實的 $ c > 0 $ , 我們有 $ \lim_{n \rightarrow \infty} f(n)n^c = 0 $ . 看到這意味著 $ \lim_{n \rightarrow \infty} f(n)n^{c+1} = 0 $ 也是。注意 $ \frac{1}{n} = \frac{1}{n^{c+1}}n^c $ , 所以 $ \lim_{n \rightarrow \infty} \frac{1}{n^{c+1}}n^c = \lim_{n \rightarrow \infty} f(n)n^c = 0 $ , 所以 $ f(n)n^c < \frac{1}{n^{c+1}}n^c $ 最後 $ f(n) < \frac{1}{n^{c+1}} $ ,如我們所願。
這個對嗎?如果是這樣,如何證明說的部分 $ f(n)n^c < \frac{1}{n^{c+1}}n^c $ ?
假設對於任何 $ c>0, $ 我們有 $$ \lim_{n \rightarrow \infty} f(n)n^{c} = 0. $$這意味著對於任何 $ \epsilon>0 $ 無論多麼小,都存在一些有限的 $ N $ 這樣對所有人 $ n>N, $ 我們有 $ f(n) n^c \leq \epsilon. $ 這是標準 $ \epsilon $ 分析極限的定義(如果你走得足夠遠,你就會任意接近,即 $ \epsilon $ -接近極限點,這裡等於零)。
請注意,這直接意味著除法 $$ f(n) \leq \frac{\epsilon}{n^c}, \quad \forall n>N $$ 也是。自從 $ \epsilon>0 $ 是任意的,我們可以認為它在 $ (0,1) $ 我們完成了。
筆記:
你的假設太強了,不需要 $ f(n)<1/n, $ 為了收斂,可以有 $ f(n)<1/g(n) $ 對於任何增長的功能 $ g(n) $ 不管它增長得多麼緩慢。此外,在這裡我們通常可以假設 $ f(n) $ 是一個正函式,否則可能需要使用絕對值,但在密碼學中,函式通常是正的。