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函数项级数的概念、逐点收敛性

下一节:函数项级数的一致收敛性-概念

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函数项级数的概念、逐点收敛性课程教案、知识点、字幕

好我们来看看 现在看函数项级数

我们首先讨论 逐点收敛及和函数

假如说有一系列的函数un(x)

n从1到正无穷

每个函数 它们有公共的定义域

那么我们现在讨论的是函数项级数

就是每一项 都是函数

n从1到正无穷 un(x) x属于D

这就牵扯到第一个问题

可不可以做无穷加法

我们知道 只有当

收敛的级数才可以做无穷加法

不收敛的级数是不允许做无穷加法的

那么我们对任意的x0属于D这个区域

我们讨论∑n从1到正无穷

un在x0这一点的级数

我们把x0给定的带进去之后

un(x0)就是一个数

所以这就是一个常数项级数

我们学过的 常数项的级数

对常数项级数 我们就有两种情况

第一种是收敛的

第二种 不收敛 就是发散的

如果说在这点 作为常数项级数时

如果是收敛 那么我们把x0这点

称为这个级数的

我们把它叫做收敛点

发散的话当然我们就扔掉了

我们做一个记号

我们把I呢叫做一个集合

这些集合是由那些x构成的

x属于D x是这个级数的收敛点

也就是说 我们把这个级数的

所有的收敛点都收集到一块

构成这么一个集合

我们把这个集合

就叫做这个级数的收敛域

那么在收敛域上 我们讨论

∑n从1到正无穷 un(x)

x属于收敛域

我们知道给一个x 代进去之后

它是一个收敛的

既然是收敛的

就有一个收敛值

或者说是一个无穷和在里面

给一个x就有一个收敛值

给一个x就有一个收敛值

给一个x实际上

只有唯一的一个收敛值和它对应

那么它也构成一种对应关系

我们把这个对应关系 用一个记号

我们把它叫做S(x)

这个S(x) 我们把它叫做

这个级数的和函数

我们把这个 拿一个点

看这个函数项级数在这点收敛不收敛

拿一个看它收敛不收敛

拿一个看它收敛不收敛

我们不就是在

逐点讨论函数项级数的收敛性

所以我们把这种收敛性的讨论

叫做逐点收敛

有了逐点收敛

我们就可以得到一个所谓的收敛域

有了收敛域 在收敛域内

我们就可以定义一个和函数

我们函数项级数所讨论的问题

就是这么一些问题

和函数的分析性质

什么分析性质呢

S(x)连续不连续

可积不可积

可导不可导

我们下面呢

要逐一来讨论这些分析性质

我们举几个例子来看一下

我们知道∑n从0到正无穷

x的n次方

这也构成一个函数项级数

每一项呢就是x的n次方

那么跟刚才写的函数项级数

有一点点不一样

n 是可以从0开始

我们可以马上就知道

这个函数项级数就是1-x分之1

在什么地方收敛的呢

在-1到1 这一点是收敛的

你把-1到1开区间中

每一个点朝里面一放

都收敛到后面那个数上去

所以 这个函数项级数的和函数

就是1-x分之1

收敛域 就是从-1到1的开区间

我们再来看看∑n从1到正无穷

x的n次方 n的p次方

对一般的p大于0

p当然是一个大于0的一个数

对一般的p大于0来讲

我们要求这个和函数

非常非常困难

没有很好的方法来求

但是收敛性我们可以讨论的

在什么地方收敛呢

我们可以把一个一个点拿进来讨论

当p在0和1之间 那么它的收敛域

就是从-1的闭的到1的开区间

那么当p是大于1的时候

它的收敛域是从-1到1 左右都是闭的

我们再来看一道例题

u1(x)就等于x

u2(x)就等于x平方减x

一直下去

un(x)就等于x的n次方减x的n-1次方

这样的话也构成一个

n从1到正无穷un(x)这么一个级数

如果说对于函数项级数

我们同样可以定义所谓的部分和

所谓的Sn(x)就等于∑k从1到n uk(x)

我们可以简单算一下

Sn(x)它就等于x的n次方

那么我们来讨论 和函数

就是S(x)实际上就是

lim n趋向于正无穷 Sn(x) 或者说呢

lim n趋向于正无穷∑k从1到n uk(x)

这是一样的 这也就是等于

lim n趋向于正无穷 x的n次方

等于什么呢

等于0

我们则让x在[0,1]范围吧

x是属于[0,1]范围

那x是在0 正1的开区间的时候

这个极限就等于0

当x取1的时候这个极限当然就是1

我们突然发现一个很奇怪的现象

大家来看一下

所有的un(x)都是多项式

非常非常好的函数

无论什么样的光滑性它都可以满足

很好的函数

最后我们可以发现

做了无穷和之后

它的和函数

这个函数是一个间断的函数

它不连续的

所以呢 我们从此也可以知道

即便是函数项级数的每一项都很好

但最后的和函数的分析性质未必很好

那么这就告诉我们一件事情

就是这个收敛性 逐点

我们现在讨论的都是逐点收敛

逐点收敛对函数项级数的

和函数的研究好像不太够用

因为刚才我们的例子告诉我们

很好的un(x)都是多项式

那么在[0,1]的闭区间上

逐点收敛到S(x)

而最后发现S(x)给断开了

那只能说 逐点收敛对核函数的研究

并不是一种很好的收敛方式

微积分——极限理论与一元函数课程列表:

序言

-序言

--序言

第一章 实数与函数

-第一节 实数集的界与确界

--实数集的界

--实数集的确界

-第一节思考与练习

--思考题

--练习题

-第二节 函数的概念

--函数定义与函数图形

--分段函数与隐函数

-第二节思考与练习

--思考题

--练习题

-第三节 函数的运算

--函数的四则运算与复合运算

--函数的反函数

-第三节思考与练习

--思考题

--练习题

-第四节 函数的初等性质

--函数的有界性,奇偶性

--函数的周期性,单调性

--函数的凸性

-第四节思考与练习

--思考题

--练习题

-第五节 初等函数

--初等函数

-第五节思考与练习

--思考题

--练习题

-第六节 极坐标方程与参数方程表示的几种曲线

--极坐标系与点的极坐标,极坐标方程表示的几种曲线

--参数方程表示的几种曲线

第二章 极限论

-第一节 数列极限的概念与性质

--数列的概念,数列极限的概念(1)

--数列极限的概念(2)

--数列极限的性质及四则运算法则

--无穷大量

-第一节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第一节思考与练习

-第二节 数列极限存在的充分条件

--数列极限存在的充分条件

--单调有界收敛定理

-第二节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第二节思考与练习

-第三节 Bolzano定理与Cauchy收敛准则

--Bolzano定理与Cauchy收敛准则

--区间套定理与Bolzano定理

--Cauchy收敛准则

-第三节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第三节思考与练习

-第四节 函数极限的概念与性质

--函数极限的概念

--函数极限的性质

-第四节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第四节思考与练习

-第五节 函数极限的运算

--函数极限的四则运算与复合函数的极限

--夹逼定理与重要极限

-第五节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第五节思考与练习

-第六节 无穷小量及其(阶的)比较

--无穷小量与无穷大量的概念与性质

--无穷小量的比较

-第六节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第六节思考与练习

第三章 连续函数

-第一节 连续函数的概念与性质

--函数在一点连续的概念

--间断点的分类

--连续函数的性质

--连续函数的运算与初等函数的连续性

-第一节 思考与练习

--思考题

--第三章 连续函数--第一节 思考与练习

-第二节 闭区间上连续函数的性质

--闭区间上连续函数的性质

-第二节 思考与练习

--思考题

--第三章 连续函数--第二节 思考与练习

-第三节 函数的一致连续性

--一致连续的概念

--一致连续的必要条件

--闭区间上连续与一致连续的等价性

-第三节 思考与练习

--思考题

--第三章 连续函数--第三节 思考与练习

第四章 导数与微分

-第一节 导数与微分的概念

--导数的概念

--单侧导数、可导与连续的关系

--导数的几何意义

--微分概念

-第一节 思考与练习

--思考题

--第四章 导数与微分--第一节 思考与练习

-第二节 导数与微分的运算

--导数的四则运算

--复合函数的求导法(链导法则)

--反函数求导法

-第二节 思考与练习

--思考题

--第四章 导数与微分--第二节 思考与练习

-第三节 几种特殊函数的求导法、高阶导数

--几种特殊函数的求导法

--参数方程求导法与对数求导法

--高阶导数

-第三节 思考与练习

--思考题

--第四章 导数与微分--第三节 思考与练习

第五章 导数应用

-第一节 微分中值定理

--Fermat定理

--Rolle定理

--Lagrange中值定理

--Cauchy中值定理

-第一节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第一节 思考与练习

-第二节 L'Hospital 法则

--0/0型不定式

--∞/∞型不定式

--其他形式的不定式

-第二节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第二节 思考与练习

-第三节 函数的单调性与极值

--函数的单调性

--函数的极值

--函数最值的求法

-第三节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第三节 思考与练习

-第四节 函数的凸性与拐点

--函数凸性的判别法

--拐点

--曲线的渐近性

-第四节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第四节 思考与练习

-第五节 Taylor 公式

--带有Peano型余项的Taylor 公式

--带有Lagrange型余项的Taylor公式

--Maclaurin公式

--Taylor公式的应用(一)

--Taylor公式的应用(二)

-第五节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第五节 思考与练习

第六章 原函数与不定积分

-第一节 概念与性质

--原函数的概念

--原函数存在的充分条件

--6-1视频纠正

--原函数存在的必要条件

--不同原函数之间的关系

--不定积分的概念与性质

--简单函数求不定积分

-第一节思考与练习

--思考题

--第六章 原函数与不定积分--第一节思考与练习

-第二节 换元积分法

--第一换元法

--第二换元法

-第二节思考与练习

--思考题

--第六章 原函数与不定积分--第二节思考与练习

-第三节 分部积分法

--分步积分法

-第四节 有理函数的积分

--四个特殊函数的不定积分

--有理分式函数的化简

--html

--有理分式函数的不定积分

--三角有理函数化成分式有理函数

--三角有理函数的不定积分

--第六章 原函数与不定积分--第四节思考与练习

-第五节 简单无理式的积分

--无理函数的有理化

--第六章 原函数与不定积分--第五节思考与练习

第七章 定积分

-第一节 积分概念与积分存在条件

--定积分的概念

-- 函数的可积性

--第七章 定积分--第一节思考与练习

-第二节 定积分的性质

--定积分的性质

--定积分性质的应用

-第三节 变上限积分与Newton—Leibniz公式

--变上限积分

--复合变限积分

--变限积分所定义的函数

--Newton-Leibniz公式

--定积分的计算

--第七章 定积分--第三节思考与练习

-第四节 定积分的换元积分法与分部积分法

--定积分的计算-换元法

--定积分的计算-分部积分法

--分段函数定积分的计算

--第七章 定积分--第四节思考与练习

-第五节 定积分的几何应用

--平面区域的面积

--曲线的弧长

--平面曲线的曲率

--旋转体体积与表面积

--第七章 定积分--第五节思考与练习

-第六节 定积分的物理应用

--物理应用简介

-第七节 反常积分

--反常积分

--非负函数无穷积分的收敛性

--一般函数无穷积分的收敛性

--其他无穷积分

--无界函数的反常积分---瑕积分

--无界函数、无界区间上的反常积分

--第七章 定积分--第七节思考与练习

第八章 级数

-第一节 数项级数的概念与性质

--8-1 数项级数的概念

--8-2 级数收敛的概念

--8-3 级数收敛的性质

--8-4 级数收敛的Cauchy准则

--8-5 正项级数的概念

--8-6 正项级数的比较判别法

--8-7 正项级数的比阶判别法

--8-8 正项级数的比值判别法

--第八章 级数--第一节 思考与练习

-第二节 正项级数的收敛判别法

--正项级数的根式判敛法

--正项级数的积分判别法

--第八章 级数--第二节 思考与练习

-第三节 任意项级数

--交错项级数

--交错项级数判敛举例

--绝对值判敛法

--绝对收敛与条件级数收敛的性质

--绝对收敛级数的交换律

--条件收敛级数的Riemann定理

--第八章 级数--第三节 思考与练习

-第四节 函数级数

--函数项级数的概念、逐点收敛性

--函数项级数的一致收敛性-概念

--函数项级数的一致收敛性-判断

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(1)

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(2)

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(3)

--第八章 级数--第四节 思考与练习

-第五节 幂级数

--Abel判别法

--收敛半径与收敛域

--幂级数的分析性质

--无穷可导函数的幂级数展开

--幂级数求和

--第八章 级数--第五节思考与练习

-第六节 傅里叶级数

--三角函数的正交性

--奇函数与偶函数的形式Fourier展开和周期开拓

--其他函数的周期函数的形式Fourier展开

--Fourier级数的收敛性

--第八章 级数--第六节思考与练习

函数项级数的概念、逐点收敛性笔记与讨论

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