当前课程知识点:微积分——极限理论与一元函数 > 第八章 级数 > 第四节 函数级数 > 函数项级数的一致收敛性-判断
好 我们来讨论一致收敛的判断
定理 如果存在非负的常数项级数
∑n从1到正无穷 Mn
使得对于任意的x属于I这个集合
un(x)的绝对值都小于等于Mn
并且呢
∑Mn是一个收敛的常数项级数
那么原来的函数项级数
在I这个集合上
它是一致收敛的
我们把这个定理叫做控制收敛定理
也就是说
一个函数项级数的每一个函数
它每一项 被一个常数项级数所控制
而这个常数项级数
又是一个收敛的级数
那么原来的函数项级数是一致收敛的
我们来看看证明
柯西准则告诉我们
因为这个常数项级数是收敛的
所以对于任意的ε大于0
我存在着一个N是一个正整数
对于任意的n大于N
对于任意的p是一个正整数
我们都有∑k从n+1到n+p Mk
这个绝对值小于ε
这是常数项级数收敛的柯西准则
而我们现在又知道这么一个控制的
不等式关系
又因为un(x)一定小于等于Mn
对于任意的x属于I都成立
所以 对于我们刚才所要的ε
存在着刚才所有的N
对任意的n大于N
对任意的p是一个正整数
一定有∑k从n+1到n+p uk(x)
它小于等于
∑k从n+1到n+p uk的绝对值x
小于等于上面的不等式
∑k从n+1到n+p Mk
这个Mk都是大于等于0的
所以这个不等式告诉我们
它是小于ε
也就是说对于任意的ε大于0
存在着一个N 对于任意的n大于N
对于任意的p是正整数
k从n+1到n+p的函数项和的
绝对值小于ε
这不就是函数项级数
一致收敛的柯西准则的要求的
所以结论就很简单了
这个函数项级数在所讨论的
I这个集合上是一致收敛的
这是判断函数项级数
一致收敛的最最简单
或者说最最好用的
这么一个 所谓控制收敛定理
一个函数项级数
被一个收敛的常数项级数所控制
我们找几个例题来看一下
sin n倍的x 除以n的平方
x呢在整个一个实数轴上
我们来看看每一项
sin n倍的x除以n的平方
它一定小于等于n的平方分之1
而我们也知道
∑n从1到正无穷n的平方分之1
作为一个级数
是收敛的一个常数项级数
所以控制收敛定理告诉我们
这个函数项级数
在整个一个实轴上都是一致收敛的
所以控制收敛定理
马上就可以告诉我们它是一致收敛的
好我们再来找一道例题
1加上n的4次方x的平方
这个仍然是x属于所有的实数上
我们来看一看
x除以1加上n的4次方x平方
1加上n的4次方x平方 我们知道
1加上n的4次方x平方
一定大于等于
2倍的n的平方x的绝对值
配一下方就行了
所以呢
它一定小于等于2倍的n的平方分之1
显然 作为一个常数项级数
这是一个收敛的常数项级数
所以
维尔斯特拉斯控制收敛定理告诉我们
这个函数项级数n从1到正无穷
x除以1加上n的4次方x平方
在整个一个实轴上
是一致收敛的
那么这两个例题呢 当然很简单
都是维尔斯特拉斯控制收敛定理的
一个直接的应用
也就是对我们函数项级数
我们找出一个
合适的 非负的 常数项级数
使得这个常数项级数
控制了函数项级数
而这个常数项级数又是收敛的
那么我们可以判断
原来的函数项级数它是一致收敛的
-序言
--序言
-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
--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
-第一节 数列极限的概念与性质
--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
--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
-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
-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
-第一节 连续函数的概念与性质
--间断点的分类
--连续函数的性质
-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
-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
-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
-第一节 导数与微分的概念
--导数的概念
--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
--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
--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
-第一节 微分中值定理
--Fermat定理
--Rolle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
-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
-第一节 概念与性质
--原函数的概念
--6-1视频纠正
-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
--html
--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
--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
--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
--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
--其他无穷积分
--第七章 定积分--第七节思考与练习
-第一节 数项级数的概念与性质
--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
--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
--绝对值判敛法
--第八章 级数--第三节 思考与练习
-第四节 函数级数
--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
--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
--第八章 级数--第六节思考与练习