1x2又{vn(x)}单调减,且由0≤≤→0(n→∞)知,vn(x)?0 (n→∞), 2nn(1?x)(-1)n-1x2由狄利克雷判别法知?在R上一致收敛. 2n(1?x)(3)?|x|>r>1, 有∴?un?1n?11nnn<,记u=,则=→<1 (n→∞), nnnnunxrnrrrnn收敛,∴在|x|>r>1上一致收敛. ?nnrx1xn1xn(4)?x∈[0,1], 有2≤2, 又?2收敛,∴?2在[0,1]上一致收敛.
nnnn(5)方法一:记un(x)=(-1)n-1, vn(x)=
n1,则对任意的x∈R,有 x2?n|?uk(x)|≤1, (n=1,2,…),即{un(x)}的部分和函数列在R上有界;
k?1又{vn(x)}单调减,且由0<
11≤→0(n→∞)知,vn(x)?0 (n→∞), nx2?n(-1)n-1由狄利克雷判别法知?2在R上一致收敛.
x?n(-1)k-1112方法二:|?2|≤2+2≤.
nx?n?1x?n?pk?n?1x?kn?p2??ε>0,只要取N=???,则当n>N及任意自然数p,就有
?ε?(-1)k-1(-1)n-1|?2|<ε,由柯西准则知,?2在R上一致收敛.
x?nk?n?1x?kn?p(-1)n-1方法三:由莱布尼兹判别法知,对R上的任意一点x,?2收敛.
x?n1(-1)n-1supRn(x)=lim又nlim=0,∴?2在R上一致收敛. ??∞x?Rn??∞n?1x?n
(6)当x≠0时,该函数项级数的部分和函数
1x2x222
Sn(x)=x++…+=1+x-→1+x=S(x) (n→∞), 2n-122n-1(1?x)1?x(1?x)2
∴sup|Rn(x)|=supx?Rx?R1=1→ 0 (n→∞), /
(1?x2)n-1x2∴?在R上不一致收敛. 2n-1(1?x)
4、设函数项级数?un(x)在D上一致收敛于S(x),函数g(x)在D上有界. 证明:级数?g(x)un(x)在D上一致收敛于g(x)S(x).
证:可设|g(x)|≤M,x∈D. ∵?un(x)在D上一致收敛于S(x), ∴?ε>0,?N>0,当n>N时,对一切x∈D,都有|?uk(x)-S(x)|<
k?1nε. M∴|?g(x)uk(x)- g(x)S(x)|=|g(x)|·|?uk(x)-S(x)|< ε. 得证!
k?1nnk?1
5、若区间I上,对任何正整数n,|un(x)|≤vn(x),证明: 当?vn(x)在I上一致收敛时,级数?un(x)在I上也一致收敛. 证:∵|un(x)|≤vn(x),∴?|un?k(x)|≤?vn?k(x).
k?1k?1pp又?vn(x)在I上一致收敛,∴?ε>0,?N>0,当n>N时, 对一切x∈I和一切自然数p,都有|?vn?k(x)|<ε.
k?1p∴|?un?k(x)|≤?|un?k(x)|≤?vn?k(x)≤|?vn?k(x)|<ε,得证!
k?1k?1k?1k?1pppp
6、设un(x)(n=1,2,…)是[a,b]上的单调函数,证明:
若?un(a)与?un(b)都绝对收敛,则?un(x)在[a,b]绝对且一致收敛. 证:∵un(x)(n=1,2,…)在[a,b]上单调,∴|un(x)|≤|un(a)|+|un(b)|, 又?|un(a)|与?|un(b)|都收敛,∴正项级数?(|un(a)|?|un(b)|)收敛; 根据优级数判别法知,?un(x)在[a,b]绝对且一致收敛.
7、证明:{fn} 区间I上内闭一致收敛于f的充要条件是:
对任意x0∈I,存在x0的邻域U(x0),使{fn}在U(x0)∩I上一致收敛于f. 证: [必要性]设{fn} 区间I上内闭一