一致收敛性及应用初步

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一致收敛性及应用初步

作者：缪彩花何天荣

来源：《文理导航》2018年第03期

【摘要】本文对函数项级数一致收敛性的判别法进行介绍和举例，还介绍了一致收敛函数项级数性质的初步应用，有助于加深对一致收敛的理解，体会一致收敛的作用，增强数学的应用意识。

【关键词】级数；一致收敛；判别法

函数项级数具有高度的抽象性，特别是函数项级数的一致收敛性更是教学和学习中的难点，以下我们介绍函数项级数一致收敛性的判别方法及其初步应用。

一、函数项级数一致收敛性的判别法

1.M判别法

M判别法的适用范围虽然较窄，但当它适用時，用起来却很方便。

如对于函数项级数，x∈[-1，1]。由于对任意的x∈[-1，1]有u （x）≤ ，而级数收敛，所以由M判别法知原函数项级数在[-1，1]上一致收敛。该函数项级数也可用“裂项相消法”去求

部分和序列，证明其一致收敛，但和M判别法比较，就可以发现M判别法简单得多。

2.狄利克雷判别法和阿贝尔判别法

狄利克雷判别法和阿贝尔判别法均适用于讨论通项是两个函数相乘的函数项级数，如对于函数项级数，x∈[0，+∞），记u （x）= ，v （x）= ， u （x）在[0，+∞）上一致收敛。

∨x∈[0，+∞），函数列{v （x）}是单调减少的，又因为v （x）≤1对一切x∈[0，+∞）和任意n∈N都成立，所以{v （x）}在[0，+∞）一致有界，由阿贝尔判别法知函数项级数 u （x）v （x）在[0，+∞）上一致收敛。

3.柯西准则及其推论

判别函数项级数一致收敛的M判别法，狄利克雷判别法，阿贝尔判别法都是充分性判别法，不能用它们来判别函数项级数不一致收敛。判别函数项级数不一致收敛可应用柯西准则及其推论。对于函数项级数 2 sin（x/3 ），x∈（0，+∞），记u （x）=2 sin（x/3 ），取ε =1，∨N>0， n>N及x =π3 /2∈（0，+∞）有u （x ）=2 >1，由此得{u （x）}在（0，+∞）上不一致收敛于零，由柯西准则的推论得：函数项级数 2 sin（x/3 ）在（0，+∞）上不一致收敛。