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考研數學2考無窮級數嗎

教育 更新时间:2025-01-25 08:31:15

函數列與函數項級數(二)

在上一期我們聊了一下函數列以及它的收斂性,在這一期我們将讨論如何判定函數列的一緻收斂。為了大家能夠更好地理解下面的内容,我們先回憶一下函數列一緻收斂的定義。

一緻收斂的定義:我們首先給出一緻收斂的定義:設函數列 與函數定義在同一數集D上,若對任給的正數,總存在某一正整數N,使得當n>N時,對一切x∈D,都有

<ε

則稱函數列

在D上一緻收斂于f,記作

考研數學2考無窮級數嗎(考研數學函數項級數一緻收斂的判定方法)1

判斷一緻收斂的方法有兩個:

1.柯西一緻收斂判别準則

函數列在數集D上一緻收斂的充要條件為:對任給正數ε,總存在正數N,使得當n、m>N時,對一切x∈D,都有

<ε

當一個函數列一緻收斂于函數時,根據一緻收斂的定義我們可以知道若對任給的正數,總存在某一正整數N,使得當n>N時,對一切x∈D,都有

<ε

必然也會存在一個正數m,且m﹥N但是n≠m,使得 <ε

所以,=

<ε ε=2ε

從而 <2ε

為了方便結果的好看我們可以令 <, <

這樣就有了 <ε

當一個函數列滿足條件“對任給正數ε,總存在正數N,使得當n、m>N時,對一切x∈D,都有 <ε”時,我們可以聯想到數列收斂的柯西準則,

我們任取∈D,則數列有

當n、m>N時,有 <ε

所以數列收斂

令,則<ε

由于是我們在D中任意取的一個數,所以對任意一個x∈D都滿足

<ε再根據函數列一緻收斂的定義可知函數列在數集D上一緻收斂。

2.函數列在數集D上一緻收斂于函數的充要條件為:

<ε,x∈D

這個定理是最常用的,前提是我們必須知道函數列的具體表達式。

當函數列在數集D上一緻收斂于函數時,根據函數列一緻收斂的定義我們有

對任給的正數,總存在某一正整數N,使得當n>N時,對一切x∈D,都有

<ε

所以,再根據上确界的定義我們可以得到<ε

從而有 <ε

當函數列滿足條件“<ε,x∈D ”時,我們可以知道

對任意ε>0,存在N,當n>N時,有 <ε,x∈D

所以,當n趨近于無窮大時,我們有

≤ <ε,x∈D

所以, <ε

根據函數列一緻收斂的定義可知,函數列一緻收斂于函數。

在下一期我們将要讨論函數項級

,

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