第1章函数项级数
1.1函数列的一致收敛性
收敛数列的极限确定了一个实数.“逐点收敛”的函数列的极限确定了一个函数.如果函数列中函数具有连续性、可微性或可积性,这个极限函数是否保持这些性质?魏尔斯特拉斯1841年引进了更强的“一致收敛”概念,给出了肯定的回答.这是数学分析中的核心概念之一.本章介绍这些内容.
1.1.1函数列收敛
例1.1考察如下函数列的收敛性与极限函数:
(1)
(2)
解(1)取函数
所以函数列的收敛域是,极限函数是
定义1.1设
(1)若,则称函数列在点收敛,为函数列的收敛点,
否则,称函数列在点发散,为函数列的发散点.这种收敛称为逐点收敛.
(2)称为函数列的收敛域,函数,
上述的逐点收敛,用的语言描述为
例1.2观察例1.1中的两个函数列
由于可以找到不依赖于,所以收敛关于股中;具有一致性.
函数列在收敛域上是逐点收敛.为了研究极限函数在收敛域上的分析性质,如极限函数的连续性,微分、积分运算与函数列极限运算的交换性质等,还需要逐点收敛在收敛域上具有致性
1.1.2函数列一致收敛
不依赖于;的这就是所谓的“一致收敛性函数列的“一致收敛性”对极限函数的连续性、可微性和可积性有本质影响.
定义1.2
定义1.3
重新考察例1.1中的两个函数列:
这说明虽然两个函数列都逐点收敛,但两者具有不同的一致收敛性.
定理1.1设是数集上的函数列,先上的函数,则如下等价:
(1)函数列
(2)
例1.3证明函数列
证明
由此知道在上非负单调递增,所以.因此
例1.4设判别函数列在上的一致收敛性.
解设
所以函数列的极限函数为.
由于是非负函数,可以考虑在上的*大值点由于
第1章函数项级数
解得
定理1.2
证明必要性:
因此,
由于对任意给定的为数列,从而收敛.定义函数如下:
定理1.3函数列
展开