第十章函数项级数 §1函数项级数的一致收敛性 点态收敛 设tn(x)(n=1,2,3…)是具有公共定义域E的一列函数,这无 穷个函数的“和” l1(x)+l2(x)+…+ln(x)+ 称为函数项级数,记为∑un(x)
点态收敛 设 un (x)(n = 1,2,3,…)是具有公共定义域 E 的一列函数,这无 穷个函数的“和” 1 + 2 +"+ n xuxuxu )()()( +" 称为函数项级数,记为∑ ∞ =1 )( n n xu 。 第十章 函数项级数 §1 函数项级数的一致收敛性
定义10.1.1设ln(x)(n=1,23…)在E上定义。对于任意固 定的x∈E,若数项级数∑un(x)收敛,则称函数项级数∑u1(x)在点x 收敛,或称x是∑un(x)的收敛点 函数项级数∑u1(x)的收敛点全体所构成的集合称为函数项级数 ∑un(x)的收敛域
定义 10.1.1 设 un (x) (n = 1,2,3,…)在 E 上定义。对于任意固 定的 0 x ∈E,若数项级数∑ ∞ =1 0 )( n n xu 收敛,则称函数项级数∑ ∞ =1 )( n n xu 在点 0 x 收敛,或称 0 x 是∑ ∞ =1 )( n n xu 的收敛点。 函数项级数∑ ∞ =1 )( n n xu 的收敛点全体所构成的集合称为函数项级数 ∑ ∞ =1 )( n n xu 的收敛域
设∑un(x)的收敛域为DcE,则∑vn(x)就定义了集合D上的一个 函数 x)=∑un(x),x∈D S(x)称为∑un(x)的和函数。由于这是通过逐点定义的方式得到的, 因此称∑u1(x)在D上点态收敛于S(x)
设∑ ∞ =1 )( n n xu 的收敛域为 D⊂ E,则∑ ∞ =1 )( n n xu 就定义了集合 D 上的一个 函数 S(x) =∑ ∞ =1 )( n n xu , x∈D 。 S(x)称为∑ ∞ =1 )( n n xu 的和函数。由于这是通过逐点定义的方式得到的, 因此称∑ ∞ =1 )( n n xu 在 D 上点态收敛于 S(x)
例10.1.1利用我们目前所掌握的知识(如级数收敛的 Cauchy 判别法, D'Alembert判别法等)和定义10.1.1,可知下述结论: ∑x的收敛域是(-1),和函数为S(x)= H=1
例 10.1.1 利用我们目前所掌握的知识(如级数收敛的 Cauchy 判别法,D'Alembert 判别法等)和定义 10.1.1,可知下述结论: ∑ ∞ n=1 n x 的收敛域是 − )1,1( ,和函数为 S(x) = x x 1− ;
例10.1.1利用我们目前所掌握的知识(如级数收敛的 Cauchy 判别法, D'Alembert判别法等)和定义10.1.1,可知下述结论: ∑x的收敛域是(-1),和函数为S(x)= H=1 ∑的收敛域为[-1); ∑-的收敛域[-1l;
∑ ∞ n=1 n n x 的收敛域为 − )1,1[ ; ∑ ∞ =1 2 n n n x 的收敛域 − ]1,1[ ; 例 10.1.1 利用我们目前所掌握的知识(如级数收敛的 Cauchy 判别法,D'Alembert 判别法等)和定义 10.1.1,可知下述结论: ∑ ∞ n=1 n x 的收敛域是 − )1,1( ,和函数为 S(x) = x x 1− ;
例10.1.1利用我们目前所掌握的知识(如级数收敛的 Cauchy 判别法, D'Alembert判别法等)和定义10.1.1,可知下述结论: ∑x的收敛域是(-1),和函数为S(x)= H=1 ∑的收敛域为[-1); ∑-的收敛域[-1l; ∑二的收敛域为R=(-0+∞); h=17 ∑(n)x的收敛域为单点集{0} ∑e的收敛域为(0-+∞),和函数为Sx)=1
∑ ∞ =1 ! n n n x 的收敛域为R = −∞ +∞),( ; ∑ ∞ =1 )!( n n xn 的收敛域为单点集{0}; ∑ ∞ = − 1 e n nx 的收敛域为 +∞),0( ,和函数为 S(x) = 1e 1−x 。 ∑ ∞ n=1 n n x 的收敛域为 − )1,1[ ; ∑ ∞ =1 2 n n n x 的收敛域 − ]1,1[ ; 例 10.1.1 利用我们目前所掌握的知识(如级数收敛的 Cauchy 判别法,D'Alembert 判别法等)和定义 10.1.1,可知下述结论: ∑ ∞ n=1 n x 的收敛域是 − )1,1( ,和函数为 S(x) = x x 1− ;
给定一个函数项级数∑u1(x),可以作出它的部分和函数 x)=∑u(x),x∈E; k=1 显然,使{S〃(x)}收敛的x全体正是级数的收敛域D。因此在D上 ∑un(x)的和函数S(x)就是其部分和函数序列{S(x)}的板限,即有 n=1 Sx)=lmS(x)=lm∑4(x),x∈D。 n→)
给定一个函数项级数∑ ∞ =1 )( n n xu ,可以作出它的部分和函数 Sn(x) = ∑ = n k k xu 1 )( , x∈E; 显然,使{Sn(x)}收敛的 x 全体正是级数的收敛域 D 。因此在 D 上, ∑ ∞ =1 )( n n xu 的和函数 S(x)就是其部分和函数序列{Sn(x)}的极限,即有 S(x) = n ∞→ lim Sn(x)= n ∞→ lim ∑ = n k k xu 1 )( , x∈D
反过来,若给定一个函数序列{S(x)}(x∈E),只要令 l1(x)=S1 ln+1(x)=Sn+1(x)-S(x)(mn=1,2,…) 就可得到相应的函数项级数∑n1(x),它的部分和函数序列就是 S2(x)
反过来,若给定一个函数序列 { Sn (x)} ( x ∈E ),只要令 u1(x) = S1(x ), un + 1 (x) = Sn+ 1 (x ) - Sn (x) ( n = 1,2, … ), 就可得到相应的函数项级数 ∑ ∞ =1 )( n n xu ,它的部分和函数序列就是 { Sn (x)}
反过来,若给定一个函数序列{Sx)}(x∈E),只要令 l1(x)=S1( ln+1(x)=Sn+1(x)-S(x)(n=1,2,…) 就可得到相应的函数项级数∑n1(x),它的部分和函数序列就是 S2(x) 所以,函数项级数∑un(x)与函数序列{S(x)的收敛性在本质上完 全是一回事。为方便起见,下面将经常通过讨论函数序列来研究函数 项级数的性质
所以,函数项级数∑ ∞ =1 )( n n xu 与函数序列{Sn(x)}的收敛性在本质上完 全是一回事。为方便起见,下面将经常通过讨论函数序列来研究函数 项级数的性质。 反过来,若给定一个函数序列 {Sn(x)} ( x∈E ),只要令 u1(x) = S1(x), un + 1(x) = Sn+ 1(x) - Sn(x) (n = 1,2,…), 就可得到相应的函数项级数 ∑ ∞ =1 )( n n xu ,它的部分和函数序列就是 {Sn(x)}
函数项级数(或函数序列)的基本问题 设有限个函数u1(x),(x),…,ln(x)在D上定义且具有某种分 析性质,如连续性、可导性和 Riemann可积性(以下就称可积性)等 则它们的和函数 l1(x)+a2(x)+…+ln(x 在D上仍保持同样的分析性质
函数项级数(或函数序列)的基本问题 设有限个函数 u1 (x ),u 2 (x ),…, un (x ) 在 D 上定义且具有某种分 析性质,如连续性、可导性和 Riemann 可积性(以下就称可积性)等, 则它们的和函数 u1 (x ) + u 2 (x )+…+ un (x) 在 D 上仍保持同样的分析性质