Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Н. И. Казимиров ''Математический анализ''.pdf
Скачиваний:
110
Добавлен:
15.06.2014
Размер:
705.34 Кб
Скачать

90

 

ГЛАВА 6. ОСНОВЫ ТЕОРИИ РЯДОВ

Теорема 6.16

(интегрирование). Если ряд

 

n=1 un(x) сходится равномерно на

отрезке

[a; b]

, функции

u

(x)

непрерывны

на [a; b]

, тогда сходится ряд

 

n

 

P

 

 

 

 

 

 

b

b

 

 

 

 

 

n=1 Za

un(x)dx =

Za

u(x)dx.

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

Теорема 6.17 (дифференцирование). Если ряд Pun(x) сходится равномерно

n=1

на отрезке [a; b] , функции un(x) непрерывно дифференцируемы на [a; b] и ряд

из производных Pn=1 u0n(x) сходится равномерно на [a; b] , то u(x) дифференцируема на [a; b] и

u0(x) = X u0n(x).

n=1

6.2.3признаки равномерной сходимости

Теорема 6.18 (Вейерштрасс). Если для всех

 

x X и всех n N имеют ме-

сто неравенства un(x)

| 6

an и ряд

a

 

сходится, тогда ряд

u

(x)

сходится равномерно.|

 

Pn=1

 

n

 

Pn=1

n

 

[привести примеры]

Теорема 6.19 (признак Дирихле). Если частные суммы sn(x) равномерно по n

и x ограничены, а vn(x) монотонно по n и равномерно по x стремится к нулю, то ряд Pn=1 un(x)vn(x) сходится равномерно на X .

[сравнить с теоремой 4.40]

Теорема 6.20 (признак Абеля). Если ряд Pun(x) сходится равномерно на

n=1

X , а vn(x) равномерно по n и x ограничены и монотонны по n , то ряд Pn=1 un(x)vn(x) сходится равномерно на X .

[сравнить с теоремой 4.41]

Пример. сходимость ряда Pn=1 n−1 sin(nx) , 0 < ε 6 x 6 2π − ε

6.3Степенные ряды

Степенным рядом называется функциональный ряд вида Pn=0 an(x − x0)n . Далее рассматриваем случай только x0 = 0 .

Теорема 6.21. Для любого степенного ряда Panxn существует число R та-

n=0

кое, что в интервале (−R; R) этот ряд сходится, а на множестве R \ [−R; R] расходится.

Число R называется радиусом сходимости ряда Panxn .

n=0

) число R может быть найдено как предел lim |an/an+1| , если таковой

n→∞

существует

6.3. СТЕПЕННЫЕ РЯДЫ

91

) число R может быть найдено как предел lim |an|−1/n , если таковой су-

n→∞

ществует

) на любом отрезке [a; b] (−R; R) ряд Pn=0 anxn сходится равномерно

) на интервале (−R; R) функция f(x) = Pn=0 anxn бесконечно дифференцируема, причем an = f(n)(0)/n!

) ряд Pn=0 anxn можно почленно интегрировать на любом отрезке [a; b] (−R; R)

Если функция f(x) может быть представлена в виде степенного ряда на некотором открытом множестве, то она называется аналитической на этом множестве.

Пример. Разложения некоторых элементарных функций в ряд Тейлора: ex , sin(x) , cos(x) , ln(1 + x) .

Пример. Вычисление числа π/4 с помощью разложения в ряд функции arctg(x) в окрестности единицы.

http://rishelie.by.ru/files/Math/Work/mathan.pdf c Н. И. Казимиров