一致连续与一致收敛的关系
由于函数项级数的收敛等价于函数序列的收敛,为简单起见,下面只对函数序列作讨论。
定理 如果函数序列
,
中的每一个函数都在区间
上一致连续,当
时,
区间
上一致收敛于函数
,那么
也在区间
上一致连续。
证 任意给定一个
。
因为
区间
上一致收敛于函数
,所以对于给定的
,必有一个与
无关的正整数
,使得当
时,对任何
,有
,
。
现在取定
,因为
在区间
上一致连续,所以对于给定的
,必有一个与
无关的正数
,使得对任何
,只要有
,就一定有
。
所以,对于给定的
,可以找到与
无关的正整数
和正数
,使得对任何
,只要有
,就一定有
EMBED Equation.3 。
由此可见,
在区间
上一致连续。
如果将上述定理的条件减弱一点,结论就不一定成立了。
(一)如果函数序列
,
中的每一个函数都在区间
上连续(但不是一致连续),当
时,
区间
上一致收敛于函数
,这时
不一定在区间
上一致连续。
例 取
,
,其中每一个函数都在区间
上连续(但不是一致连续),当
时,
显然在区间
上一致收敛于
。但是,
在区间
上并不一致连续。
(二)如果函数序列
,
中的每一个函数都在区间
上一致连续,当
时,
区间
上收敛(但不是一致收敛)于函数
,这时
不一定在区间
上一致连续。
例 取
,
,其中每一个函数都在
上一致连续,
当
时,
收敛(但不是一致收敛)于
。
在
上是不连续的,更不会是一致连续的了。
(三)如果函数序列
,
中的每一个函数都在区间
上一致连续,当
时,
区间
上收敛于函数
,而且已知
在区间
上一致连续,但是,这时并不能反过来推论说
一定是一致收敛于函数
。
例 取
,
,其中每一个函数都在区间
上一致连续,当
时,
在区间
上收敛于
,而且
在区间
上一致连续。但是,
在区间
上并不一致收敛于
。
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