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数学分析
第六篇 无穷级数与幂级数
柯西一致收敛准则
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2025-09-02 17:39
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柯西一致收敛准则
## 15.2 一致收敛性判别法 定理 15.1 将函数列的一致收玫性等价于由范数组成的数列收玫于 0 ,但实际上很难将这个定理用于判定无穷级数的一致收敛性. 问题在于,若打算用上述定理于某一个函数项级数,则第一步就要能求出它的部分和函数列 $\left\{S_n(x)\right\}$ 的有限表达式(也称为封闭性表达式),第二步是求出其极限函数 $S(x)$ ,也就是函数项级数的和函数,然后才有可能考虑是否能够计算出数列 $a_n=\left\|S_n-S\right\|$ .最后就是判定 $a_n \rightarrow 0$ 是否成立. 能够将以上做法贯彻到底的最典型例子就是几何级数.对于 $\sum_{n=1}^{\infty} x^n$ ,只要所讨论的区间 $I$ 在其收玫域 $(-1,1)$ 内,以上的每一步都没有困难.第一步就是当 $x \neq 1$时,有 $$ x+x^2+\cdots+x^n=\frac{x\left(x^n-1\right)}{x-1} $$ 以下从略。 然而这样顺利的例子实际上是百中难得其一.一般来说第一步,即求 $S_n(x)$ 的 然而这样顺利的例子实际上是百中难得其一.一般来说第一步,即求 $S_n(x)$ 的有限表达式就做不到,遑论其他.普遍的情况是,在解决了点态收玫问题,即解决了函数项级数的和函数的定义域之后,无穷级数就可能是和函数 $S(x)$ 的惟一已知表达式。这时 $S(x)-S_n(x)$ 就是余项 $r_n(x)$ 。而每一个 $r_n(x)$ 仍然是一个无穷级数。于是我们还是要从级数本身出发来讨论它
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