一致收敛通俗理解?
在数学中,一致收敛性(或称均匀收敛)是函数序列的一种收敛定义。其概念可叙述为函数列 fn一致收敛至函数 f 代表所有的 x,fn(x) 收敛至 f(x) 有相同的收敛速度。由于它较逐点收敛更强,故能保持一些重要的分析性质,例如连续性、黎曼可积性。
定义
设为一集合,为一度量空间。若对一函数序列,存在满足
对所有,存在,使得
则称一致收敛到。
最常用的是的情形,此时条件写成
对所有,存在,使得
注意到,一致收敛和逐点收敛定义的区别在于,在一致收敛中仅与相关,而在逐点收敛中还与相关。所以一致收敛必定逐点收敛,而反之则不然。
例子
在[-1,1]上一致收敛到绝对值函数的多项式序列
例子一:对任何上的连续函数,考虑多项式序列
可证明在区间上一致收敛到函数。其中的称为伯恩斯坦多项式。
透过坐标的平移与缩放,可知在任何闭区间上都能用多项式一致地逼近连续函数,这是斯通-维尔斯特拉斯定理的一个建构性证明。
延伸阅读
请问一致收敛的定义是什么?
数列的一致收敛是指数列的通项an当n–>∞时极限存在 ,“一致”的含义在于对于任一个正数ε,存在正整数N和常数A,当n>N时,|an – A|
一致收敛的判断方法?
一致收敛判别法是判定函数列与函数项级数是否收敛的重要方法,其中比较著名的有柯西准则、魏尔斯特拉斯判别法以及阿贝尔判别法等,它们是数学分析中重要的理论基础。
设
是一列定义在同一数集E上的函数,称为定义在 上的函数列,简记为。
对于函数列,我们不仅要讨论它在哪些点上收敛,而更重要的是要研究极限函数所具有的解析性质。比如能否由函数列每项的连续性判断出极限函数的连续性。又如极限函数的导数和积分,是否分别是函数列每项导数或积分的极限。对这些问题的讨论,只要求函数列在数集D上的收敛是不够的,必须对它在D上的收敛性提出更高的要求才行,这就是以下所要讨论的一致收敛性问题。
定义1
设函数列 与函数 定义在同一数集D上,若对任给的正数 ,总存在某一正整数N,使得当 时,对一切 ,都有
则称函数列 在D上一致收敛于 ,记作[1]
由定义可以看到,如果函数列 在D一致收敛,那么对于所给的 ,不管D上的哪一点 ,总存在公共的 (即N的选取仅与 有关,与 的取值无关),只要 ,都有
由此看到函数列 在D上一致收敛,必在D上的每一点都收敛。反之,在D上每一点都收敛的函数列 ,在D上不一定一致收敛。
定理1(函数列一致收敛的柯西准则)
函数列 在数集D上一致收敛的充要条件是:对任给正数 ,总存在正数N,使得当 时,对一切 ,都有
函数项级数及其一致收敛性
设 是定义在数集E上的一个函数列,表达式
称为定义在E上的函数项级数,简记为或。称
为函数项级数(2)的部分和函数列[2] 。
若,数项级数
收敛,即部分和当时极限存在,则称级数(2)在点收敛,称为级数(2)的收敛点。若级数(4)发散,则称级数(2)在点发散。若级数(2)在E上某个子集D上每点都收敛,则称级数(2)在D上收敛。若D为级数(2)全体收敛点的集合,这时则称D为级数(2)的收敛域。级数(2)在D上每一点与其所对应的数项级数(4)的和构成一个定义在D上的函数,称为级数(2)的和函数,并写作
即
也就是说,函数项级数(2)的收敛性就是指它的部分和函数列(3)的收敛性。
定义2
设是函数项级数的部分和函数列。若在数集D上一致收敛于,则称在上一致收敛于。
定理2(一致收敛的柯西准则)
函数项级数在数集D上一致收敛的充要条件为:对任给的正数,总存在某正整数N,使得当时,对一切和一切正整数,都有
或
函数项级数的一致收敛性判别法
定理3(魏尔斯特拉斯判别法)
设函数项级数定义在数集D上, 为收敛的正项级数,若对一切,有
则函数项级数在D上一致收敛[2] 。
下面讨论定义在区间上形如
的函数项级数的一致收敛性判别法,它与数项级数一样,也是基于阿贝尔分部求和公式。
函数列一致收敛的定义?
在数学中,一致收敛性(或称均匀收敛)是函数序列的一种收敛定义,它较逐点收敛更强,并能保持一些重要的分析性质
定义公式
设S为一集合,为一度量空间。若对一函数序列,存在满足
对所有,存在,使得
则称fn一致收敛到f。
一致收敛与收敛的区别?
1、定义不同
逐点收敛指对定义域里的每一点,这个函数列在这点上的取值都趋于一个极限值。这时,被趋近的这个特定函数称作函数列的逐点极限
在测度理论中,对一个可测空间上的可测函数有几乎处处收敛的概念,也就是说几乎处处逐点收敛。叶戈罗夫定理说明,在有限测度的集合上几乎处处逐点收敛,意味着在稍微较小的集合上一致收敛
一致收敛是高等数学中的一个重要概念,又称均匀收敛。一致收敛是一个区间(或点集)相联系,而不是与某单独的点相联系。
2、性质不同
逐点收敛(或称简单收敛)描述的是一列函数向一个特定函数趋近的现象中的一种。逐点收敛也可以理解为由半范数建立的拓扑。具有这种拓扑的函数组成的空间叫做逐点收敛空间。这个拓扑与乘积拓扑是等价的。一致收敛与一个区间相联系
3、连续性不
一致收敛能够保持函数列的连续性,但逐点收敛不能。在各种收敛中,逐点收敛最为直观,容易想象,但不能很好地保持函数的一些重要性质,比如说连续性等等。同。
一致连续和一致收敛的定义?
主要意思是与自变量x的位置无关
一致连续(uniformly continuous)是指对于一个函数,只要x1与x2相差的足够小,而不管他们在定义域内的什么位置,都有f(x1)与f(x2)可以相差任意小.
一致收敛(uniformly convergence)对于一个函数列fn(x),只要n充分大,而不用管x在定义域内的位置,总可以找到一个统一的N(与x无关),当n大于N的时候fn(x)与收敛到的那个函数的差距充分小.这也可以理解成定义域内所有x在n增加时收敛的速度不会差太多.