Hội tụ tuyệt đối và hội tụ đều của chuỗi hàm

Một phần của tài liệu Ánh xạ trong không gian Banach. (Trang 58 - 59)

4 Chuỗi

4.5 Hội tụ tuyệt đối và hội tụ đều của chuỗi hàm

Ta có thể ứng dụng kết quả trước dãy của hàm. Cho S là một tập, {fn} là dãy của hàm trên S. Tổng riêng:

sn = f1 +f2 +...+fn

vì vậy sn là hàm,

sn(x) = f1(x) +...+fn(x).

Ta sẽ nói rằng chuỗi Pfn (có thể viết rằng Pfn(x)) hội tụ tuyệt đối nếu chuỗi

X

|fn(x)| hội tụ với mỗi x ∈ S. Ta sẽ nói chuỗi P

fn hội tụ đều nếu dãy của hàm {sn} hội tụ đều.

Phần lớn, chuỗi fn là bị chặn. Trong trường hợp này, ta dùng chuẩn sup thì hội tụ đều, hội tụ tuyệt đối trên S là giống với hội tụ của chuỗi

P

|fn|.

Ví dụ 4.5.1. Chuỗi P

(−1)n(x+n)/n2 hội tụ đều với mỗi khoảng C ≤

x ≤C. Thật vậy, với n đủ lớn, (x+n)/n2 là số dương và với mỗi n, 0 ≤ x+n n2 ≤ C n2 + 1 n ≤ 2 n. Cho sn(x) = m X k=1 (−1)k(x+k) k2 .

Dùng định lý 4.3.1 hoặc định lý 4.3.2 , ta kết luận với mọi m, n lớn, ta có |sn −sm| < do hội tụ đều. Tuy nhiên hội tụ này không tuyệt đối, bởi vì ta có thể so sánh chuỗi với P 1

n để thấy chuỗi

P

(x+n)/n2 phân kỳ. Trong trường hợp hội tụ tuyệt đối, ta có tiêu chuẩn Weierstrass:

Định lý 4.5.1. Cho {fn} là dãy các hàm bị chặn sao cho |fn| ≤ Mn với

Mn là số thích hợp và giả sử P

Mn hội tụ, thì P

fn hội tụ đều và tuyệt đối. Nếu mỗi fn là liên tục trên tập S thì P

fn là liên tục. Chứng minh. Theo giả thuyết của định lý P

fn, P

Mn là các chuỗi, chuỗi

P

Mn hội tụ và |fn| ≤ Mn. Theo tiêu chuẩn so sánh thì P

|fn| hội tụ. Suy ra P

|fn(x)| hội tụ với mọi x ∈ S. Vì vậy, P

Ta có: |Xfn| = sup|Xfn(x)|. Tổng riêng sn = f1 +f2 +...+fn vì vậy sn là hàm, sn(x) = f1(x) +...+fn(x).

Dãy của hàm {fn} lấy theo chuẩn sup nên hội tụ đều. Suy ra P

fn hội tụ đều.

Vì {sn} hội tụ đến Pfn. Theo định lý 2.3.2 chương II, Pfn liên tục.

Ví dụ 4.5.2. Chuỗi

X sinn2x n2

là hội tụ đều và hội tụ tuyệt đối với mọi x bởi vì |sinn

2x

n2 | ≤ 1

n2

và ta biết P

1/n2 hội tụ. Do đó chuỗi xác định hàm liên tục f(x). Nó không xác định nếu hàm của nó là khả vi.

Một phần của tài liệu Ánh xạ trong không gian Banach. (Trang 58 - 59)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(65 trang)