Кратные функциональные ряды.




Определение 1. Ряд вида

, (37)

где функции определены на некотором множестве , называется кратным функциональным рядом, а суммы вида

 

называются его частными суммами.

Здесь и в последующем , , неравенства вида , означают соответственно , , а неравенство - что .

Определение 2. Ряд (37) называется сходящимся на множестве , если при каждом фиксированном кратный числовой ряд

сходится. Если ряд (37) сходится на , то функция

,

называется его суммой.

 

Частным случаем кратных функциональных рядов являются кратные степенные ряды.

Определение 3. Ряды вида

,

где - вообще говоря, комплексные числа, называются кратными степенными рядами.

Замена переменной , т. е. сводит этот ряд к простейшей форме:

.

На кратные степенные ряды переносятся все результаты, доказанные для двойных степенных рядов. Методы доказательств этих результатов остаются прежними. Усложнятся лишь записи при переходе к кратным рядам.

На кратные функциональные ряды легко переносится понятие равномерной сходимости, признак Вейерштрасса равномерной сходимости и т. п. Формально эти понятия и теоремы выглядят так же, как и для простых функциональных рядов.

 

Определение 4. Ряд (37), члены которого являются функциями, определенными на множестве , называются равномерно сходящимися на этом множестве, если последовательность его частных сумм равномерно сходится на , т.е. существует функция , определенная на такая, что для любого найдется номер , такой, что , .

Равномерную сходимость обозначают символически так: , .

Критерий Коши равномерной сходимости ряда. Для того чтобы ряд (37) равномерно сходился на множестве , необходимо и достаточно, чтобы для любого существовал такой номер , что для всех и всех целочисленных и всех выполнялось неравенство

здесь , , , .

 

Следствие. (необходимое условие равномерной сходимости).

Если ряд (37) равномерно сходится, то на .

 

Теорема Вейерштрасса. Пусть даны два ряда: функциональный (37), члены которого определены на множестве , и числовой

, , (38)

Если ряд (38) сходится и , то ряд (37) абсолютно и равномерно сходится на множестве .

 

Доказательства этих теорем проводятся так же, как для простых функциональных рядов.

Основываясь на этих теоремах, легко доказать также, как и для простых рядов следующие свойства.

Свойства простых степенных рядов.

Пусть степенной ряд

(39)

имеет область сходимости . Тогда

1) В любой замкнутой подобласти ряд (39) сходится равномерно.

2) Сумма степенного ряда (39) для всех является непрерывной функцией.

3) Если два степенных ряда и в окрестности точки имеют одну и ту же сумму, то эти ряды тождественны, т. е. .

4) Если степенной ряд (39) расходится в точке , то на луче его сходимость не может быть равномерной.

5) Если степенной ряд сходится в точке , то его сходимость равномерна на луче .

6) Степенной ряд (39) в прямоугольнике можно интегрировать почленно ()

 

.

7) Степенной ряд (39) внутри области сходимости можно почленно дифференцировать по каждой переменной.

8) Степенной ряд (39) по отношению к функции является ее рядом Тейлора.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-30 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: