Что такое равномерная сходимость

Равномерная сходимость функциональных последовательностей и рядов

Сходимость функциональной последовательности и ряда.

Сходимость последовательности функций.

Пусть функции \(f_(x)\), \(n \in \mathbb\), определены на множестве \(E\) и пусть \(x_ <0>\in E\). Если числовая последовательность \(\(x_<0>)\>\) сходится, то последовательность функций \(\(x)\>\) сходится в точке \(x_<0>\).

Последовательность \(\(x)\>\), сходящуюся в каждой точке \(x \in E\), называют сходящейся на множестве \(E\). В этом случае на множестве \(E\) определена функция \(f(x)\), значение которой в любой точке \(x \in E\) равно пределу последовательности \(\(x)\>\). Эту функцию называют предельной функцией последовательности \(\(x)\>\) на множестве \(E\) и пишут
$$
\lim_f_(x) = f(x),\ x \in E,\label
$$
или
$$
f_(x) \rightarrow f(x),\ x \in E,\nonumber
$$
или, короче,
$$
f_ \xrightarrow[E]<> f.\nonumber
$$

По определению предела запись \eqref означает, что
$$
\forall x \in E\ \forall \varepsilon > 0\ \exists N = N_<\varepsilon>(x): \forall n \geq N \rightarrow |f_(x)-f(x)| Пример 1.

Найти предельную функцию \(f(x)\) последовательности \(\(x)\>\) на множестве \(E\), если:

Сходимость функционального ряда.

Пусть функции \(u_(x)\), \(n \in \mathbb\), определены на множестве \(E\) и пусть для каждого \(x \in E\) существует конечный предел последовательности \(\(x)\>\), где \(S_(x) = \displaystyle\sum_^u_(x)\). Тогда ряд
$$
\sum_^<\infty>u_(x),\label
$$
называют сходящимся на множестве \(E\).

Если \(S(x)\) — предельная функция последовательности \(\(x)\>\) на множестве \(E\), то есть
$$
\lim_S_(x) = S(x),\ x \in E,\nonumber
$$
то функцию называют \(S(x)\) суммой ряда \eqref и пишут
$$
\sum_^<\infty>u_(x) = S(x),\ x \in E.\nonumber
$$
Например, если \(u_(x) = x^\), \(E = (-1,1)\), то \(S_(x) = \displaystyle\frac<1-x^><1-x>\), \(S(x) = \displaystyle\frac<1><1-x>\). Если в каждой точке \(x \in E\) сходится ряд \(\displaystyle\sum_^<\infty>|u_(x)|\), то ряд \eqref называют абсолютно сходящимся на множестве \(E\).

Равномерная сходимость функциональной последовательности.

Понятие равномерной сходимости последовательности функций.

Последовательность функций
$$
\(x)\>\nonumber
$$
называется равномерно сходящейся на множестве \(E\) к функции \(f(x)\), если
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists N_<\varepsilon>:\ \forall n \geq N_ <\varepsilon>\ \forall x \in E \rightarrow |f_(x)-f(x)| Пример 2.

Доказать, что последовательность \(\(x)\>\) равномерно сходится на множестве \(E\), и найти ее предельную функцию \(f(x)\), если:

Критерии равномерной сходимости последовательности функций.

Чтобы последовательность функций \(\(x)\>\), определенных на множестве \(E\), сходилась равномерно на этом множестве к функции \(f(x)\), необходимо и достаточно, чтобы
$$
\lim_ \sup_ |f_(x)-f(x)| = 0.\label
$$

\(\circ\) Обозначим \(\sigma_ = \displaystyle\sup_ |f_(x)-f(x)|\). Тогда условие \eqref означает, что
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists n_<\varepsilon>: \forall n \geq n_ <\varepsilon>\rightarrow \sigma_ 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_ <\varepsilon>\rightarrow |f_(x)-f(x)| Пример 3.

Доказать, что последовательность \(\(x)\>\) сходится равномерно на множестве \(E\), и найти предельную функцию \(f(x)\), если:

Так как при \(x \neq 0\) справедливо неравенство \(1 + n^<\alpha>x^ <2>\geq 2n^<\alpha/2>|x|\), причем это неравенство обращается в равенство лишь в случае, когда \(n^<\alpha>x^ <2>= 1\), то есть \(|x| = n^<-\alpha/2>\), то
$$
|f_(x)-f(x)| \leq \frac<2n^<2>|x|><2n^<\alpha/2>|x|> = \frac<1>>,\ x \neq 0.\nonumber
$$
Следовательно, \(\displaystyle\sup_ |f_(x)-f(x)| = \frac<1>> \rightarrow 0\) при \(n \rightarrow \infty\), если \(\alpha > 4\), и поэтому \(f_(x) \rightrightarrows 0\), \(x \in R\).

(критерий Коши равномерной сходимости последовательности)

Чтобы последовательность функций \(\(x)\>\) сходилась равномерно на множестве \(E\), необходимо и достаточно, чтобы выполнялось условие Коши
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_<\varepsilon>\ \forall p \in \mathbb\ \forall x \in E \rightarrow |f_(x)-f_(x)| Доказательство.

\(\circ\) Необходимость. Пусть \(f_(x) \rightrightarrows f(x)\), \(x \in E\). Тогда по определению равномерной сходимости
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall k \geq N_<\varepsilon>\ \forall x \in E \rightarrow |f_(x)-f(x)| 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_<\varepsilon>\ \forall p \in \mathbb\ \forall x \in E \rightarrow |f_(x)-f_(x)| 0: \forall k \in \mathbb\ \exists n \geq k\ \exists p \in \mathbb\ \exists \tilde \in E: |f_(\tilde)-f_(\tilde)| \geq \varepsilon_<0>.\label
$$

Доказать, что последовательность \(\(x)\>\), где \(f_(x) = \displaystyle\frac<\ln nx><\sqrt>\), не является равномерно сходящейся на множестве \(E = (0, 1)\).

\(\vartriangle\) Для любого \(k \in \mathbb\) возьмем \(p = k = n\), \(\tilde = 1/k = 1/n\). Тогда
$$
|f_(\tilde)-f_(\tilde)| = \left|f_<2n>(\frac<1>)-f_ (\frac<1>)\right| = \left|\frac<\ln 2><\sqrt<2>>-\ln 1\right| = \frac<\ln 2><\sqrt<2>> = \varepsilon_<0>,\nonumber
$$
то есть выполняется условие \eqref, и поэтому последовательность \(\(x)\>\) не является равномерно сходящейся на \(E\). \(\blacktriangle\)

Если существует предельная функция \(f(x)\) последовательности \(\(x)\>\) на множестве \(E\), но не выполняется условие \eqref, то есть
$$
\exists \varepsilon_ <0>> 0: \forall k \in \mathbb\ \exists n \geq k\ \exists \tilde \in E: |f_(\tilde)-f(\tilde)| \geq \varepsilon_<0>,\label
$$
то говорят, что последовательность \(\(x)\>\) сходится неравномерно на множестве \(E\) к функции \(f(x)\).

Читайте также:  Что такое птс на мотоцикл в россии

Исследовать на сходимость и равномерную сходимость на множестве \(E\) последовательность \(\(x)\>\), если:

Неравномерную сходимость последовательности можно установить, используя теорему 1. Если условие \eqref не выполняется, то есть
$$
\sup_|f_(x)-f(x)| \nrightarrow 0\ \mbox<при>\ n \rightarrow \infty,\label
$$
то \(\(x)\>\) сходится неравномерно на множестве \(E\) к \(f(x)\).

Исследовать на сходимость и равномерную сходимость последовательность \(f_(x) = n^<2>x^<2>e^<-nx>\), \(E = (0, 2)\).

\(\vartriangle\) Предельная функция \(f(x) = 0\), \(x \in E\). Так как уравнение \(f_‘(x) = n^<2>xe^<-nx>(2-xn)\) имеет на интервале (0,2) единственный корень \(x_ = 2/n\), причем \(f_‘(x) > 0\) при \(x \in (0, x_)\) и \(f_‘(x)

Определение и критерий равномерной сходимости функционального ряда.

Пусть функции \(u_(x)\), \(n \in \mathbb\), определены на множестве \(E\). Обозначим
$$
S_(x) = \sum_^u_(x).\label
$$

Ряд
$$
\sum_^<\infty>u_(x),\label
$$
называется равномерно сходящимся на множестве \(E\), если на этом множестве определена функция \(S(x)\) такая, что
$$
S_(x) \rightrightarrows S(x),\ x \in E.\label
$$

Согласно определению равномерной сходимости последовательности функций запись \eqref означает, что
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_<\varepsilon>\ \forall x \in E \rightarrow |S_(x)-S(x)| 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_<\varepsilon>\ \forall x \in E \rightarrow |r_(x)| 0: \forall k \in \mathbb\ \exists n \geq k\ \exists \tilde \in E: |r_(\tilde)| \geq \varepsilon_<0>,\label
$$
или
$$
\sup_|r_(x)| \nrightarrow 0\ \mbox<при>\ n \rightarrow \infty,\label
$$
то ряд \eqref сходится неравномерно на множестве \(E\).

Исследовать на сходимость и равномерную сходимость на указанных множествах ряд \(\displaystyle\sum_^<\infty>u_(x)\), если:

(критерий Коши равномерной сходимости ряда)

Для того чтобы ряд \eqref равномерно сходился на множестве \(E\), необходимо и достаточно, чтобы выполнялось условие Коши, то есть
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_<\varepsilon>\ \forall p \in \mathbb\ \forall x \in E \rightarrow \left|\sum_^ u_(x)\right| Доказательство.

\(\circ\) По определению равномерная сходимость ряда \eqref на множестве \(E\) означает равномерную сходимость последовательности \(\(x)\>\) на \(E\).

Согласно теореме 2 \(S_(x) \rightrightarrows S(x)\) на \(E\) тогда и только тогда, когда
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_<\varepsilon>\ \forall p \in \mathbb\ \forall x \in E \rightarrow |S_(x)-S_(x)| 0: \forall m \in \mathbb\ \exists n \geq m\ \exists p \in \mathbb\ \exists\ \tilde \in E: \left|\sum_^ u_(\tilde)\right| \geq \varepsilon_<0>,\label
$$
то ряд \eqref не является равномерно сходящимся на множестве \(E\). В частности, если
$$
\exists \varepsilon_ <0>> 0: \forall n_ <0>\in \mathbb:\ \forall n \geq n_<0>\ \exists\ x_ \in E: |u_(x_)| \geq \varepsilon_<0>,\label
$$
то ряд \eqref не является равномерно сходящимся на множестве \(E\).

Доказать, что ряд \(\displaystyle\sum_^<\infty>u_(x)\) не является равномерно сходящимся на множестве \(E\), если:

Признаки равномерной сходимости функциональных рядов.

Признак Вейерштрасса.

Если для функционального ряда \eqref можно указать такой сходящийся числовой ряд \(\displaystyle\sum_^<\infty>a_\), что для всех \(n \geq n_<0>\) и для всех \(x \in E\) выполняется условие
$$
|u_(x)| \leq a_,\label
$$
то ряд \eqref сходится абсолютно и равномерно на множестве \(E\).

\(\circ\) Согласно условию \eqref для любого \(n \geq n_<0>\), любого \(p \in \mathbb\) и для каждого \(x \in E\) выполняется неравенство
$$
\left|\sum_^u_(x)\right| \leq \sum_^|u_(x)| \leq \sum_^a_.\label
$$
Из сходимости ряда \(\displaystyle\sum_^<\infty>a_\) следует (свойства сходящихся рядов можно посмотреть здесь), что для него выполняется условие Коши, то есть
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_<\varepsilon>\ \forall p \in \mathbb\ \rightarrow \sum_^a_ Следствие.

Если сходится ряд \(\displaystyle\sum_^<\infty>a_\), где \(a_ = \sup_|u_(x)|\), то ряд \eqref сходится абсолютно и равномерно на множестве \(E\).

Доказать, что ряд \(\displaystyle\sum_^<\infty>u_(x)\) сходится равномерно на множестве \(E\), если:

Признак Дирихле.

Ряд
$$
\sum_^<\infty>a_(x)b_(x),\label
$$
сходится равномерно на множестве \(E\), если выполняются условия:

Условие \eqref означает, что
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall k \geq N_<\varepsilon>\ \forall x \in E \rightarrow |a_(x)| Пример 10.

Доказать, что при \(\alpha > 0\) ряд
$$
\sum_^<\infty>\frac<\sin nx>>,\label
$$
сходится равномерно на множестве \(E = [\delta, 2\pi-\delta]\), где \(0 Решение.

\(\vartriangle\) Если \(\alpha > 1\), то по признаку Вейерштрасса ряд \eqref сходится абсолютно и равномерно на \(\mathbb\), так как \(|\sin x| \leq 1\), а ряд \(\displaystyle\sum_^<\infty>\frac<1>>\), где \(\alpha > 1\), сходится.

Читайте также:  Что такое восприятие для детей

Признак Абеля.

Ряд \eqref сходится равномерно на множестве \(E\), если выполняются условия:

\(\circ\) Обозначим \(B_^<(n)>(x) = \displaystyle\sum_^b_(x)\). Тогда ряд \eqref в силу теоремы 3 удовлетворяет условию Коши, то есть
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_ <\varepsilon>\forall j \in \mathbb\ \rightarrow |B_^<(n)>(x)| 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_<\varepsilon>\ \forall p \in \mathbb\ \forall x \in E \rightarrow \left|\sum_^a_(x)b_(x)\right|

Свойства равномерно сходящихся функциональных последовательностей и рядов.

Непрерывность суммы равномерно сходящегося ряда.

Если все члены ряда \eqref — непрерывные на отрезке \([a, b]\) функции, а ряд \eqref сходится равномерно на \([a, b]\), то его сумма \(S(x)\) также непрерывна на отрезке \([a, b]\).

\(\circ\) Пусть \(x_<0>\) — произвольная точка отрезка \([a, b]\). Для определенности будем считать, что \(x_ <0>\in (a, b)\).

Нужно доказать, что функция
$$
S(x) = \sum_^<\infty>u_(x)\nonumber
$$
непрерывна в точке \(x_<0>\), то есть
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists \delta = \delta (\varepsilon) > 0: \forall x \in U_<\delta>(x_<0>) \rightarrow |S(x)-S(x_<0>)| 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \geq N_<\varepsilon>\ \forall x \in [a, b] \rightarrow |S(x)-S_(x)| 0\ \exists \delta = \delta (\varepsilon) > 0: \forall x \in U_<\delta>(x_<0>) \subset [a, b] \rightarrow |S_>(x)-S_>(x_<0>)| Замечание 1.

Если последовательность \(\(x)\>\) непрерывных на отрезке \([a, b]\) функций равномерно сходится на \([a, b]\), то ее предельная функция \(S(x)\) также непрерывна на отрезке \([a, b]\).

\(\circ\) Доказательство этого утверждения следует из теоремы 7. \(\bullet\)

Почленное интегрирование функционального ряда.

Если все члены ряда \eqref — непрерывные на отрезке \([a, b]\) функции, а ряд \eqref сходится равномерно на \([a, b]\), то ряд
$$
\sum_^<\infty>\int\limits_a^x u_(t)\ dt,\label
$$
также равномерно сходится на \([a, b]\), и если
$$
S(x) = \sum_^<\infty>u_(x),\label
$$
то
$$
\int\limits_a^x S(t)\ dt = \sum_^<\infty>\int\limits_a^x u_(t)\ dt,\quad x \in [a, b],\label
$$
то есть ряд \eqref можно почленно интегрировать.

\(\circ\) По условию ряд \eqref сходится равномерно к \(S(x)\) на отрезке \([a, b]\), то есть \(S_(x) = \displaystyle\sum_^u_(x) \rightrightarrows S(x)\), \(x \in [a, b]\). Это означает, что
$$
\forall \varepsilon > 0\ \exists N_<\varepsilon>: \forall n \in N_<\varepsilon>\ \forall t \in [a, b] \rightarrow |S(t)-S_(t)| Замечание 2.

Равенство \eqref остается в силе, если заменить \(a\) на \(c\), \(x\) на \(d\), где \(a \leq c \leq d \leq b\), то есть ряд \eqref можно при условиях теоремы 9 почленно интегрировать на любом отрезке \([c, d] \subset [a, b]\).

Если \(S_(t) \rightrightarrows S(t)\), \(x \in [a, b]\), а каждая из функций \(S_(t)\) непрерывна на отрезке \([a, b]\), то
$$
\int\limits_>^x S_(t)\ dt \rightrightarrows \int\limits_>^x S(t)\ dt,\quad x \in [a, b],\nonumber
$$
для любой точки \(x_ <0>\in [a, b]\).

\(\circ\) Доказательство этого утверждения получено при доказательстве теоремы 9. \(\bullet\)

Почленное дифференцирование функционального ряда.

Если функции \(u_(x)\), \(n \in \mathbb\), имеют непрерывные производные на отрезке \([a, b]\), ряд
$$
\sum_^<\infty>u_‘(x),\label
$$
сходится равномерно на отрезке \([a, b]\), а ряд
$$
\sum_^<\infty>u_(x),\label
$$
сходится хотя бы в одной точке \(x \in [a, b]\), то есть сходится ряд
$$
\sum_^<\infty>u_(x_<0>),\label
$$
то ряд \eqref сходится равномерно на отрезке \([a, b]\), и его можно почленно дифференцировать, то есть
$$
S'(x) = \sum_^<\infty>u_‘(x),\label
$$
где
$$
S(x) = \sum_^<\infty>u_(x),\label
$$

\(\circ\) Обозначим через \(\tau(x)\) сумму ряда \eqref, то есть
$$
\tau(x) = \sum_^<\infty>u_‘(x),\label
$$

По теореме 9 ряд \eqref можно почленно интегрировать, то есть
$$
\int\limits_>^x \tau(t)\ dt = \sum_^<\infty>\int\limits_>^x u_‘(t)\ dt,\label
$$
где \(x_<0>,\ x \in [a, b]\), причем ряд \eqref сходится равномерно на отрезке \([a, b]\). Так как \(\displaystyle\int\limits_>^x u_‘(t)\ dt = u_(x)-u_(x_<0>)\), то равенство \eqref можно записать в виде
$$
\int\limits_>^x \tau(t)\ dt = \sum_^<\infty>v_(x),\label
$$
где
$$
v_(x) = u_(x)-u_(x_<0>).\label
$$
Ряд \eqref сходится равномерно, а ряд \eqref сходится (а значит, и равномерно сходится на отрезке \([a, b]\)). Поэтому ряд \eqref сходится равномерно на \([a, b]\) как разность равномерно сходящихся рядов.

Из равенств \eqref, \eqref и \eqref следует, что
$$
\int\limits_>^x \tau(t)\ dt = S(x)-S(x_<0>).\label
$$

Так как функция \(\tau(t)\) непрерывна на отрезке \([a, b]\) по теореме 7, то в силу свойств интеграла с переменным верхним пределом левая часть равенства \eqref имеет производную, которая равна \(\tau(x)\). Следовательно, правая часть \eqref — дифференцируемая функция, а ее производная равна \(S'(x)\). Итак, доказано, что \(\tau(x) = S'(x)\), то есть справедливо равенство \eqref для всех \(x \in [a, b]\). \(\bullet\)

Читайте также:  Что такое спектр вибрации

При условиях теоремы 11 функция \(S'(x)\) непрерывна на отрезке \([a, b]\), то есть \(S(x)\) — непрерывно дифференцируемая на \([a, b]\) функция.

Если последовательность \(\(x)\>\) непрерывно дифференцируемых на \([a, b]\) функций сходится хотя бы в одной точке \(x_ <0>\in [a, b]\), а последовательность \(\‘(x)\>\) сходится равномерно на \([a, b]\), то последовательность \(\(x)\>\) также сходится равномерно на \([a, b]\) к некоторой функции \(S(x)\) и
$$
S'(x) = \lim_S_‘(x),\quad x \in [a, b].\nonumber
$$

\(\circ\) Доказательство этого утверждения получено при доказательстве теоремы 11. \(\bullet\)

Источник

Равномерная сходимость функционального ряда

Содержание

Поточечная сходимость [ править ]

То, как была определена сумма функционального ряда, не учитывает то, что функция — закон соответствия, который каждому [math]x \in E[/math] сопоставляет некоторое число. При этом, все [math]x[/math] фигурировали изолированно.

Приведем пример, показывающий, что если требовать лишь поточечной сходимости, то для [math] f [/math] свойство [math]P[/math] может отсутствовать.

Тогда [math]f[/math] будет разрывна в нуле, свойство непрерывности не сохранилось.

Равномерная сходимость [ править ]

Возникает вопрос: «Что ещё надо потребовать от поточечной сходимости, чтобы в пределе [math]P[/math] сохранилось?»

Классическое требование: равномерная сходимость.

Далее всё будем писать на языке функциональных рядов, так как их наиболее удобно использовать в математическом анализе, и вообще это очень круто и популярно.

Критерий Коши равномерной сходимости [ править ]

[math]\Longrightarrow[/math] Пусть ряд равномерно сходится.

[math]\Longleftarrow[/math] Пусть выполняется условие критерия Коши.

[math]\forall x \in E[/math] для [math]\sum\limits_^\infty f_n(x)[/math] выполняется критерий Коши сходимости числовых рядов. Значит, этот ряд сходится. На всем [math]E[/math] определена его сумма. Осталось установить равномерную сходимость ряда.

По условию критерия Коши, [math]\forall m \geq n \gt N\ \forall x \in E : \left|\sum\limits_^m f_k(x) \right| \leq \varepsilon[/math]

Значит, определение равномерной сходимости проверено. [math]\triangleleft[/math]

Признак Вейерштрасса [ править ]

Существует простой признак для проверки равномерной сходимости (признак Вейерштрасса)

Можно рассматривать [math]\sum\limits_^\infty |f_n|[/math] и при этом сохраняется терминология числовых рядов, связанная с абсолютной и условной сходимостью.

Как и в рядах, абсолютная сходимость сильнее сходимости: из абсолютной сходимости вытекает сходимость.

Применим критерий Коши:

[math]\left|\sum\limits_^m f_k(x) \right|[/math] [math]\leq \sum\limits_^m |f_k(x)|[/math] [math]\leq \sum\limits_^m a_k[/math]

[math]\sum\limits_^m a_k \lt +\infty \Rightarrow \forall\varepsilon\ \gt 0\ \exists N\ \forall m \geq n \gt N : \sum\limits_^m a_k \lt \varepsilon[/math]

Признак Абеля-Дирихле [ править ]

1)Частичные суммы [math] S_k(x)= \sum\limits_^k a_n(x) [/math] ряда [math]\sum\limits_^\infty a_n(x) [/math] равномерно ограничены на [math]E[/math] ;

Монотонность последовательности [math]b_n(x)[/math] позволяет при каждом [math]x \in E[/math] записать оценку:

[math] |\sum\limits_^m a_k(x) b_k(x)| \leq 4 max |A_k(x)| * max( |b_n(x)|, |b_m(x)| )[/math]

Источник

Равномерная сходимость

В случае числовых функций переменной это понятие принимает форму геометрического «свидетельства»: график функции f n «приближается» к графику предела.

Резюме

Определение

Равномерная сходимость

Примечание: введя обозначения

(в котором верхняя граница может априори быть бесконечным), свойство (1) эквивалентно:

Другими словами, ( f n ) n равномерно сходится к f на A тогда и только тогда, когда

Некоторые объяснения

Можно задаться вопросом a posteriori, в чем разница между простой сходимостью последовательности функций и равномерной сходимостью. Действительно, последовательность функций ( f n ) n просто сходится к f на A, если:

Равномерный критерий Коши

При этом предположении последовательность функций ( f n ) n сходится равномерно на A, если (и только если) она удовлетворяет равномерному критерию Коши, а именно:

отсюда (переходя к пределу, когда q стремится к бесконечности)

Это показывает, что сходимость равномерная.

Равномерная сходимость непрерывных функций.

Мы имеем следующий фундаментальный результат:

Или ( наоборот ) разрывная функция не может быть равномерным пределом непрерывных функций.

Фактически, поскольку непрерывность является локальным свойством, равномерной сходимости по «достаточному количеству» частей X достаточно для обеспечения непрерывности предельной функции.

\ mathrm x> .

Его использование является основой следующего комплексного результата анализа :

Отметим также существование следующего результата, обеспечивающего сходимость ряда функций от ряда их производных:

Равномерное расстояние

Затем мы можем переформулировать большую часть вышеперечисленного:

Различные гипотезы о пространствах X и Y могут упростить или обогатить эту ситуацию:

Равномерные критерии сходимости рядов

В этом разделе рассматривается только случай действительных функций действительной переменной.

Критерий Вейерштрасса

Критерий Абеля

Критерий Дирихле

Критерий Дедекинда

Критерий Дюбуа-Реймона

Другой критерий

из которых непосредственным следствием является

Теорема Вейерштрасса

где ℝ [ X ] обозначает множество многочленов с действительными коэффициентами.

Примеры

Примеры функциональных наборов

Набор степенных функций

Примеры серий функций

Ряд степенных функций

Таким образом, эта последовательность функций просто сходится на ] –1; 1 [ к функции S, определяемой

Сходимость неравномерна по ] –1; 1 [ : действительно, остаток порядка n равен

Примечания и ссылки

Смотрите также

Статьи по Теме

Библиография

Источник

Информационный сайт
Теорема (Вейерштрасс):