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【^数学^】从常数项级数到函数项级数

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级数理论不仅有常数项级数,还有函数项级数
顾名思义,前者的求和是一堆常数的和,后者的求和是一堆函数的和。
其中,“一堆”是指无限个 可数个 ,即可以编号 1 2 3 4。
-=-=-=-=-=-=-=-=-
对待函数项级数,可以有两种观点:
一种是 当函数的自变量取定时,函数项级数变成常数项级数,从而整个级数是
从 自变量 到 常数项级数 的映射
另一种是 把每个函数当成一个元素,从而函数项级数只是常数项级数的推广。这种观点比较本质,但是很难理解。


IP属地:北京本楼含有高级字体1楼2013-06-10 23:55回复
    感觉对一致收敛这个概念从几何和代数上都没明白...
    太tm晕了!


    2楼2013-06-11 00:24
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      常数项级数有收敛与发散的概念
      而函数项级数在选定自变量x后就变成了常数项级数。
      因此函数项级数有“在x点收敛/发散”的概念,这是不难理解的。
      -=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-
      所谓在某区间上“点点收敛”,无非就是对于这个区间上任何一个x 这个函数项级数都收敛。这个也不是很难理解。
      但是,“点点收敛”的要求在很多情况下已经太弱(不够用),所以需要引入“一致收敛”的概念。


      IP属地:北京4楼2013-06-11 09:18
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        对比一下 函数项级数的 一致收敛点点收敛 要求强在哪里

        所谓的"N不依赖x"就是这个意思。
        图片中的最后一行是某些数学分析书上的写法,和上面的写法是等价的。


        IP属地:北京本楼含有高级字体6楼2013-06-11 09:41
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          另外,书上先讲“函数数列的一致收敛性”后讲“函数项级数的一致收敛性”,其实函数项级数(一致)收敛 等价于 部分和函数数列(一致)收敛。


          IP属地:北京本楼含有高级字体7楼2013-06-11 09:46
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            比如说 函数项级数∑(f【n】(x)) 其中【n】是下标。
            如果f【n】(x)=x^(n+1)-x^n ,则S【n】(x)=x^(n+1) - x。
            容易知道,当-1<x≤1时,lim(n→∞) S【n】(x)是存在的。
            其中,-1<x<1时lim(n→∞) S【n】(x) = -x; 而 lim(n→∞) S【n】(1) = 0。
            -=-=-=-=-=-=-=-=-=-
            在这里,出现了一个问题:级数的一般项f【n】(x)都是连续的,但是 和函数(就是 部分和函数 的极限) 在收敛域-1<x≤1上并不连续。
            仔细验证发现它不满足一致收敛性。

            注意:1.函数项级数一致收敛要针对某个区间(或者点集)才能说。比如说上述的级数
            在(-1,1]点点收敛但不一致收敛;在[-0.9,0.9]一致收敛。
            2.在某区间上一致收敛是连续的充分条件,但不是必要条件。
            -=-=-=-=-=-=-=-=-=-
            仔细地研究上述级数,会发现它其实在(-1,1)上并不具有一致收敛性。但是,它对于任何(-1,1)的闭子区间都是一致收敛的(为什么?N不依赖x的意思是 N适用于某区间上的所有x 。但是N当然是可以依赖区间的选定的)。
            这种情况的性质叫 内闭一致收敛性
            关于连续性 可导性 的定理 中的“一致收敛”的要求都可以改成“内闭一致收敛”。(对于可积性 由于涉及无穷积分或者瑕积分,不能轻易定论。)


            IP属地:北京本楼含有高级字体8楼2013-06-11 10:11
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              关于一致收敛的判定其实并不是最大的难点。
              -=-=-=-=-=-=-
              只要记住 一致收敛的概念 就能轻易地证明很多判定方法。其中可能要用到常数项级数的收敛判定法。
              记不住判定方法也不用担心,大不了就用定义来判定。当然,记住了更好。
              -=-=-=-=-=-=-
              幂级数作为一个很重要的函数项级数被单独拿出来讲。
              其实只需要之前的知识就可以验证幂级数的各种性质。
              其实就是Abel第一引理(收敛半径 内部绝对收敛且内闭一致收敛;外部发散)。
              至于Abel第二引理(10.5 的定理4),证明需要用到某判别法。不过直观上很好理解。
              -=-=-=-=-=-=-=-
              关于一致收敛的概念 适用于实变也适用于复变。
              复变除了多值虐人以外其实没什么困难的(相对于实的微积分),而且由于“解析性”强大的要求(柯西定理)甚至比实变还要简单些。(这也是为什么 实分析 比 复分析 难的原因。复分析研究的解析函数性质太好。)


              IP属地:北京9楼2013-06-11 10:23
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                挖个坟+Abel第二引理(实数情形)

                如果是复数,据说只要“倾角一致低于90°”也能有类似的结论成立。


                IP属地:北京11楼2020-01-04 20:18
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                  顶上去一下。


                  IP属地:北京12楼2020-01-06 10:42
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