函数列与函数项级数(二)
在上一期我们聊了一下函数列以及它的收敛性,在这一期我们将讨论如何判定函数列的一致收敛。为了大家能够更好地理解下面的内容,我们先回忆一下函数列一致收敛的定义。
一致收敛的定义:我们首先给出一致收敛的定义:设函数列 与函数定义在同一数集D上,若对任给的正数,总存在某一正整数N,使得当n>N时,对一切x∈D,都有
<ε
则称函数列
在D上一致收敛于f,记作
判断一致收敛的方法有两个:
1.柯西一致收敛判别准则
函数列在数集D上一致收敛的充要条件为:对任给正数ε,总存在正数N,使得当n、m>N时,对一切x∈D,都有
<ε
当一个函数列一致收敛于函数时,根据一致收敛的定义我们可以知道若对任给的正数,总存在某一正整数N,使得当n>N时,对一切x∈D,都有
<ε
必然也会存在一个正数m,且m﹥N但是n≠m,使得 <ε
所以,=
≤
<ε ε=2ε
从而 <2ε
为了方便结果的好看我们可以令 <, <
这样就有了 <ε
当一个函数列满足条件“对任给正数ε,总存在正数N,使得当n、m>N时,对一切x∈D,都有 <ε”时,我们可以联想到数列收敛的柯西准则,
我们任取∈D,则数列有
当n、m>N时,有 <ε
所以数列收敛
令,则<ε
由于是我们在D中任意取的一个数,所以对任意一个x∈D都满足
<ε再根据函数列一致收敛的定义可知函数列在数集D上一致收敛。
2.函数列在数集D上一致收敛于函数的充要条件为:
<ε,x∈D
这个定理是最常用的,前提是我们必须知道函数列的具体表达式。
当函数列在数集D上一致收敛于函数时,根据函数列一致收敛的定义我们有
对任给的正数,总存在某一正整数N,使得当n>N时,对一切x∈D,都有
<ε
所以,再根据上确界的定义我们可以得到<ε
从而有 <ε
当函数列满足条件“<ε,x∈D ”时,我们可以知道
对任意ε>0,存在N,当n>N时,有 <ε,x∈D
所以,当n趋近于无穷大时,我们有
≤ <ε,x∈D
所以, <ε
根据函数列一致收敛的定义可知,函数列一致收敛于函数。
在下一期我们将要讨论函数项级
,