(Признак Вейерштрасса) Если числовой ряд с неотрицательными членами сходится и для членов функционального ряда при всех и всех справедливы оценки
,
то ряд сходится абсолютно и равномерно в области
Говорят в этом случае, что числовой ряд «мажорирует» исходный функциональный ряд, а сам числовой ряд называют мажорантным.
Существует простой признак для проверки равномерной сходимости(принак Вейерштрасса)
Можно рассматривать и при этом сохраняется терминология числовых рядов, связанная с абсолютной и условной сходимостью.
Как и в рядах, абсолютная сходимость сильнее сходимости: из абсолютной сходимости вытекает сходимость.
Теорема (Вейерштрасс): |
, , — сходится. Тогда равномерно сходится на . |
Доказательство: |
Применим критерий Коши: Сопоставляя с предыдущим неравенством, которое верно , . Тогда, по критерию Коши, ряд равномерно сходится. |
Степенные ряды. Радиус и область сходимости степенного ряда. Теорема Абеля.
Важным случаем функциональных рядов являются степенные ряды:
(13)
или
Для выяснения свойств степенных рядов достаточно ограничиться рассмотрением рядов вида (13), так как ряд по степеням легко свести к виду (13) заменой переменных , т.е. переносом начала координат в точку
Для выяснения характера области сходимости степенного ряда сформулируем следующую теорему:
Теорема 6.1. (Абеля)Пусть степенной ряд (13) сходится в точке Тогда он сходится абсолютно в любой точке х, для которой и равномерно в любой области .
Если степенной ряд (13) расходится в точке то он расходится и во всех точках таких, что .
Для определения области сходимости степенного ряда используется либо признак Даламбера, либо признак Коши.
Рассмотрим степенной ряд
. (14)
Вычислим предел
.(15)
Если существует предел (15), то ряд (14) сходится, если , и расходится, если . Следовательно, ряд (14) сходится абсолютно, если
,
и расходится, если
.
Определение. Число , такое, что для всех x, удовлетворяющих условию ряд (13) сходится, а для всех х удовлетворяющих условию ряд расходится, называется радиусом сходимости ряда.
Формула для радиуса сходимости, получаемая с помощью признака Даламбера, имеет вид
(16)
Область сходимости ряда - так называют множество точек сходимости функционального ряда, т.е. множество значений аргумента х, для которых ряд (бесконечная сумма)
сходится
Пример 6.1. Найти область сходимости ряда Область сходимости ряда
при .
По признаку Даламбера:
что означает, что ряд сходится на всей оси Х.