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考研數學一無窮級數高的多嗎

教育 更新时间:2024-07-23 07:11:56

函數列與函數項級數(一)

1.什麼是函數列

雖然我們現在不知道函數列是什麼,但是我們知道什麼是數列。例如這個數列,而函數列就是用一個個函數來替換,例如,這就是一個函數列。

函數列的定義:設是一列定義在同一數集E(或區間E)上的函數,稱為定義在E上的函數列。

函數列也可以簡單地記作:,n=1,2,3,……或

2.函數列的收斂

一個數列中的數有時候是有限的,有時候是無限的。對于有限的數列不管數列裡有多少元素,我們都能知道它是一個什麼樣子,而對于一個無限的數列要想了解它是一個什麼樣子就不容易了。這個時候人們就好奇一個無限的數列到最後會成為什麼樣子?有的人突發奇想一個無限的數列到最後會不會趨近于某一個數,這就是數列的收斂問題。

對于一個無限的數列如果到最後它趨近于某一個數,那麼它就是收斂的,否則就是發散。

例如 這個數列随着n的不斷變大會不斷地趨近于0。

對于一個定義在數集E(或區間E)上的函數列 來說也會有同樣的問題,而且相比于數列更加複雜,我們不僅要考慮n,還要考慮自變量x。

函數列收斂的定義:設是定義在E上的函數列,取E

若=,則在處收斂,為收斂點。

其中,為極限函數

若=不存在,則在處發散,為發散點。

若對于E都有=,那麼在數集E上收斂,稱為的極限函數。記作:

例如 函數列,

當﹣1<x<1時,=

當X=1時,=

當X≤﹣1或X>1時,不存在

所以,在上收斂。

3.函數列的一緻收斂

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

考研數學一無窮級數高的多嗎(考研數學函數項級數)1

這個定義也可以簡單地表述為是否存在一個N使得,無論x等于多少,隻要n>N都收斂于。

例2在(0,1)上是否一緻收斂?

下圖為中的部分圖像

考研數學一無窮級數高的多嗎(考研數學函數項級數)2

由這個圖像我們可以知道

當n=1時,隻有x趨近于0時函數才會趨近于0;

當n=2時,在x小于0.1之後才慢慢地接近于0;

當n=4時,在x小于0.3之後才慢慢地接近于0;

我們再結合下面這張圖

考研數學一無窮級數高的多嗎(考研數學函數項級數)3

我們可以知道在1的左側,我們總是能夠找到一個數使得,這個數的n次方不趨近于0。

所以, 在(0,1)上不一緻收斂于0

在分析完之後,我們寫一下解題過程。

解:取=,x=

對任意一個正整數N,當n>N 1時,有

所以, 在(0,1)上不一緻收斂。

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