数学分析(2)7437224200

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1、关于级数∑(xn-xn-1)一致收敛性的一点儿理解a. ∑(xn-xn-1)这个级数的一致收敛性有点意思。它在(0,1)这个开区间上不一致收敛,但若任意给一个正数r<1,则在[0,r]这个闭区间上却一致收敛。听上去不是一般地绕。当然判断级数的一致收敛性可以方便地用weierstrass定理(我觉得这个定理证明一个级数是一致收敛的还好用,若证不是一致收敛的就有点难了),不过我这里说的是根据定义去如何理解。 b. 先看看一致收敛的定义:设有函数项级数∑un(x)。如果对于任意给定的正数ε,都存在着一个只依赖于ε的自然数N,使得当n>

2、N时,对区间I上的一切x,都有不等式

3、rn(x)

4、=

5、s(x)-sn(x)

6、<ε成立,则称函数项级数∑un(x)在区间I上一致收敛于和s(x),也称函数序列{sn(x)}在区间I上一致收敛于s(x)。呼,还好,还好…. c. 明白了,原来判断其是否一致收敛就是要看其余项的绝对值,拿∑(xn-xn-1)来试试:          ∵s(x)=limsn(x)=lim(xn)=0   (n趋于无穷大)                               ∴

7、rn(x)

8、=

9、s(x)-sn(x)

10、=xn 这个值是不满足定义的,

11、也就是说当我任给一个ε时,其对应一个N,但当n>N时,并非对区间上一切x都有不等式成立,再具体说就是在区间I上,总有不满足不等式的点存在。比如我现在取一个点x=a在区间内,即令0N时,一切x都满足xn<ε

12、现在却要面对一个更让人匪夷所思的结论:这个级数虽然在(0,1)内不一致收敛,但如果任意给一个正数r<1,则在[0,r]这个闭区间上却一致收敛。这是什么意思?倘若我用刚才的思路如法炮制,在[0,r]内也找一个不满足条件的点不就使这个结论崩溃了吗?好吧,让我们再来演一遍:我取一点x=a在[0,r]区间内,那么x=a1/n也应在区间[0,r]内,那么x=a1/n需要接受检验。现在我取一个εN时,一切x都满足xn<ε

13、是一致收敛的,这样结论就错了。 e. 如果各位对真理怀有一点敬畏的话,就不会胡乱怀疑前人总结出来的经典定理。事实上结论没有错,错的是上面那个推导,是推理过程发生了偏差。可是推理是仿效上面的正确推理,一切都按部就班,究竟错在哪里呢?我们来看一下:大家可以注意一下那行黑体字,实际上这个判断是没有根据的,x=a在[0,r]区间内,并不等于说x=a1/n一定也在区间[0,r]内。正确的情况是:可能在其内也可能不在其内,比如令r=0.8,a=0.04,当n=2时,a1/n=0.2,在0.8内,但如果令r=0.1,就不在其内了(r可以是任意

14、取的)据此,就不能以此作为判断依据。事实上,我猜想,如果最终结论是正确的话,那么x=a1/n应该是在区间[0,r]之外的。虽然现在我已经不知道这到底意味着什么(太抽象了),不过我可以运用逻辑作如下证明: ----------------------------------------------------------------------------     命题:已知任意给一个正数r<1,在[0,r]这个闭区间上级数∑(xn-xn-1)一致收敛,即对于[0,r]内任意一点x都使得xn<ε成立,那么对于其内一点a(0

15、),a1/n在[0,r]之外。       证明:运用反证法。      假设0=0     因此该函数在[0,r]内单调递增,从而MAX{xn}=rn,     因此有     rn <ε                                                   =>  rn <ε

16、               =>  rr,即a1/n在[0,r]之外。证毕。^_^! ----------------------------------------------------

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