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第十一章函数项级数.幂级数.引言本章讨论的函数项级数,是在数值级数的基础上的一种推广形式,即把数值级数的一般项由数推广到函数.当函数取确定数值时它就是数值级数.而幂级数又是函数项级数的特殊情况.
明确以上关系对于掌握相关概念和理论是十分必要的.§11.1函数项级数的一致收敛§11.2幂级数※§11.3逼近定理第十一章函数项级数.幂级数.主要内容本节内容一.函数项级数的概念二.函数项级数的一致收敛性四.一致收敛级数的判别法
五小结三.一致收敛级数的性质
问题:
现在我们将级数概念从数推广到函数上去.讨论一般项为函数的级数的有关性质.
有限个连续函数的和仍是连续函数,有限个函数的和的导数及积分也分别等于他们的导数及积分的和.
对于无限个函数的和是否具有这些性质呢?1.定义:一.函数项级数的概念(函数项级数)(级数的n次部分和)是定义在X(实数集)上的函数,为定义在区间X上的(函数项)级数.设则称2.收敛点与收敛域:补充函数项级数的部分和余项(x在收敛域上)注意函数项级数在某点x的收敛问题,实质上是数项级数的收敛问题.3.和函数:在收敛域上,函数项级数的和是
的函数
,称
为函数项级数的和函数.解:由达朗贝尔判别法原级数绝对收敛.加(方法类似于求函数定义域)原级数发散.收敛;发散;二.函数项级数(或函数列)的一致收敛性问题:答案:都是不一定如再如虽然收敛回答上述问题,需要引进一个重要概念
一致收敛定义1:
xyo几何解释:只要
充分大
在区间
上所有曲线将位于两条曲线之间.定义2:
两个定义是等价的(可证)由上确界定义有证明:即对任给
存在不依赖于
的正整数
,使得当
时,对一切
,都有例2:证明:证毕例3:解余项的绝对值研究级数加根据定义所给级数在区间
一致收敛于例4:研究级数在区间[0,1]内的一致收敛性.解:对于任意一个自然数因此级数在(0,1)内不一致收敛.说明:从下图可以看出:但虽然函数序列在(0,1)内处处在(0,1)内各点处收收敛于敛于零的“快慢”程度是不一致的.在(0,1)总存在点
,所以只要取
,不论
多么大,(1,1)1小结一致收敛性与所讨论的区间有关.定义3:(内闭一致收敛)性质:函数序列在上一致收敛函数序列在上内闭一致收敛定理:(函数列一致
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