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函数列的一致收敛和函数项级数一致收敛,函数项级数一致收敛则函数列一致收敛

时间:2023-05-06 08:18:42 阅读:277445 作者:138

一.函数列及其一致收敛性

设是一列定义在同一数集E上的函数,称为定义在E上的函数列,(1)也可简单地写作或

函数列的极限函数记作f,则有或

函数列极限的定义:当n>N时,有

使函数列收敛的全体收敛点集合,称为函数列的收敛域

定义1

设函数列与函数f定义在同一数集D上,当n>N时,有则称函数列在D上一致收敛于f,记作

函数列在D上一致收敛,必在D上每一点都收敛;反之,在D上每一点都收敛的函数列,在D上不一定一致收敛。

不一致收敛于f的充要条件:有

定理1(函数列一致收敛的柯西准则)

函数列在数集D上一致收敛的充要条件是:使得当n,m>N时,对一切都有

定理2(余项准则)

函数列在区间D上一致收敛于f的充要条件是:

推论:函数列在D上不一致收敛于f的充要条件是:存在使得不收敛于0.

定义2

设函数列与f定义在区间I上,若对任意闭区间在[a,b]上一致收敛于f,则称在I上内闭一致收敛于f.

:若是有界闭区间,显然在I上内闭一致收敛于f与在I上一致收敛于f是一致的.

二.函数项级数及其一致收敛性

设是定义在数集E上的一个函数列,表达式称为定义在E上的函数项级数,简记为或称为函数项级数(2)的部分和函数列

函数项级数的和函数,并写作即

定义3

设是函数项级数的部分和函数列。若在数集D上一致收敛发嗲的小蘑菇称在D上一致收敛于若在任意闭区间上一致收敛,则称在I上内闭一致收敛

定理3(一致收敛的柯西准则)

函数项级数在数集D上一致收敛的充要条件为:对任给的正数,总存在正数N,使得当n>N时,对一切和一切正整数p,都有或

推论:函数项级数在数集D上一致收敛的必要条件时函数列在D上一致收敛于0.

设函数项级数在D上的和函数为称为函数项级数的余项。

定理4(余项准则)

函数项级数在数集D上一致收敛于的充要条件是

三.函数项级数的一致收敛性判别法

定理5(魏尔斯特拉斯判别法)

设函数项级数定义在数集D上,为收敛的正项级数,若对一切有则函数项级数在D上一致收敛。

也称为M判别法优级数判别法,为的优级数

下面讨论定义在区间I上形如

定理6(阿贝尔判别法)

(i)在区间I上一致收敛;

(ii)对于每一个是单调的;

(iii)在I上一致有界,即存在正数M,使得对一切和正整数n,有

则级数(3)在I上一致收敛。

定理7(狄利克雷判别法)

(i)的部分和函数列在I上一致收敛;

(ii)对于每一个是单调的;

(iii)在I上

则级数(3)在I上一致收敛。

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