Сторінка
2

Функціональний ряд, область його збіжності. Cтепеневі ряди. Теорема Абеля

(якщо )

при одному й тому ж номері неможливо. Отже, збіжність прогресії

в проміжку нерівномірна; це ж відноситься і до проміжків і зокрема.

Приведемо без доведення ознаку рівномірної збіжності ряду (13.22).

Ознака рівномірної збіжності. Для того, щоби ряд (13.22) рівномірно збігався в області необхідно і достатньо, щоби для кожного числа існував такий не залежний від номер що при і довільному нерівність

(13.27)

буде мати місце для всіх із одночасно.

Для встановлення на практиці рівномірної збіжності рядів користуються більш зручнішими в застосуванні достатніми ознаками, наприклад ознакою Вейєрштрасса.

Ознака Вейєрштрасса. Якщо члени функціонального ряду (13.22) задовольняють в області нерівностям

(13.28)

і числовий ряд

(13.29)

збігається, то ряд (13.22) збігається в рівномірно.

При наявності нерівності (13.28) говорять, що ряд (13.22) мажорується рядом (13.29), або що ряд (13.29) служить мажорантним рядом для (13.22).

Приклад 2. Розглянемо ряд

Р о з в ‘ я з о к. Оскільки нерівності виконуються на всій числовій осі, а числовий ряд збігається, то даний функціональний ряд рівномірно збігається на

1.3. Функціональні властивості суми ряду

Ми переходимо тепер до вивчення функціональних властивостей суми ряду, складеного із функцій, в зв’язку із властивістю останніх.

Cума скінченого числа неперервних на відрізку функцій є неперервна на цьому відрізку функція. Для суми ряду (що складається із безмежного числа доданків) ця властивість не зберігається. Тут необхідні додаткові вимоги на неперервні доданки.

Теорема 1 (про неперервність суми ряду). Якщо функції визначені та неперервні в проміжку і ряд (13.22) рівномірно збігається в до суми , то й ця сума буде неперервною в проміжку

Зауваження. Рівномірна збіжність фігурує в теоремі лише як достатня умова і не потрібно думати, що ця умова є необхідною для неперервності суми ряду. Наприклад, ряд

на відрізку має неперервну суму, тотожньо рівну нулю, хоча на цьому відрізку ряд збігається нерівномірно.

Теорема 2 (про почленний перехід до границі). Нехай кожна з функцій визначена в області і має скінченну границю при :

(13.30)

Якщо ряд (13.22) в області збігається рівномірно, то збігається і ряд, складений із цих границь:

(13.31)

і сума ряду (13.22) також має при границю, а саме:

(13.32)

Рівність (13.32) можна записати в такому вигляді:

(13.33)

Таким чином, при наявності рівномірної збіжності функціонального ряду, границя суми ряду дорівнює сумі ряду, складеного із границь його членів, або, іншими словами, допустимий граничний перехід ”почленно”.

Теорема 3 (про почленне інтегрування рядів). Якщо функції неперервні на відрізку і складений з них ряд (13.22) збігається на цьому проміжку рівномірно, то інтеграл від суми ряду (13.22) можна представити таким чином:

(13.34)

Рівність (13.34) можна записати ще так:

(13.35)