Тема . Математический анализ

.28 Функциональные последовательности. Поточечная и равномерная сходимости.

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математический анализ
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#126381

Исследовать последовательность fn(x)  на равномерную сходимость на множестве E  :

fn(x) = xn − xn+1,  E = [0,1]
Показать ответ и решение

Ясно, что в каждой точке отрезка [0,1]  имеется поточечная сходимость fn(x)  к нулю. Осталось выяснить, сходится ли fn(x)  к тождественно нулевой функции 𝒪 (x )  равномерно на [0,1]  .

Для исследования на равномерную сходимость будем пользоваться sup− критерием.

                                  т.к. все fn(x)≥ 0
 sup |fn(x)− 𝒪 (x)| = sup  |fn(x)|      =         sup  fn(x)
x∈[0,1]                x∈[0,1]                     x∈[0,1]

Этот супремум для каждой fn  - на самом деле просто максимум, и он обязательно достигается на отрезке по теореме Вейерштрасса, так как все f
 n  - непрерывны на отрезке.

А в силу того, что все они дифференцируемы, точка максимума - либо конец отрезка (что точно невозможно, потому что на концах отрезка все fn  равны нулю), либо внутренняя точка отрезка, в которой производная fn  обнуляется - по лемме Ферма.

 ′        n−1          n
fn(x) = nx   − (n + 1)x

Нули производной - это точка 0 и точка nn+1-   . Нетрудно убедиться, что nn+1-   - точка максимума.

Следовательно, xs∈u[0p,1]fn(x) = fn(nn+1) = (nn+1)n − (nn+1)n+1   .

Таким образом,

lim  sup  f (x) = lim  ((--n--)n − (--n--)n+1) =
n→∞ x∈[0,1] n     n→ ∞  n + 1      n + 1

=  lim (enln(n n+1) − e(n+1)ln(n n+1)) =
  n→ ∞

              -1-             -1-             -1-   1           -1-   1
=  lim  (en ln(1− n+1) − e(n+1)ln(1− n+1)) = lim (en(−n+1+¯o(n)) − e(n+1)(−n+1+o¯(n))) =
  n→ ∞                               n→ ∞

         −nn+1+¯o(1)   −1+¯o(1)     −1   − 1
=  lni→m∞ (e         − e      ) = e  − e   = 0

Следовательно, по sup − критерию,

   E
fn ⇉  𝒪, n → ∞
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!