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#61870

Пусть    E
fn⇉  f  ,   E
gn ⇉  g  . И пусть f, g  - ограничены на E  . Доказать, что тогда

      E
fn ⋅gn ⇉ f ⋅g
Показать ответ и решение

Поскольку в любой точке x  множества E  выполнено неравенство:

|fn(x)⋅gn(x) − (f(x)⋅g(x))| = |fn(x)⋅gn(x) − f(x)gn(x)+ f(x)gn(x) − f(x)g(x)| ≤

≤  |fn(x)−  f(x)||gn(x)|+ |gn(x) − g(x)||f(x)|

Давайте теперь докажем такое полезное свойство: если f  E⇉ f
 n  и f  - ограничена на E  , то и все fn  будут ограничены на E  :

|fn(x)| = |fn(x)− f(x) + f(x)| ≤ |fn(x)− f(x)|+ |f(x)|

Тогда переходя к супремуму по E  в этом неравенстве:

sxu∈pE |fn(x)| ≤ xsu∈pE [|fn(x)− f (x )|+ |f(x)|] ≤ sxu∈pE |fn(x) − f(x)|+ sxu∈pE |f(x)|

(супремум суммы не превосходит суммы супремумов).

Тогда получим, что, поскольку f ⇉E f
 n  , то по sup  -критерию  sup |f (x)− f(x)| → 0
x∈E   n  при n →  ∞ . Таким образом, sup |fn(x )− f(x)|
x∈E - уж хотя бы ограничена, а sup|f(x)| < C
x∈E  просто потому что f(x)  - ограничена на E  по условию.

Таким образом sup|fn(x)| ≤ sup |fn(x) − f(x)|+ sup |f(x)| ≤ C1 + C2 = C
x∈E         x∈E                x∈E  , то есть все fn(x)  должны быть ограничены на E  .

Продолжим тогда нашу оценку для произвольной точки x ∈ E  :

|fn(x)⋅gn(x) − (f(x)⋅g(x))| = |fn(x)⋅gn(x) − f(x)gn(x)+ f(x)gn(x) − f(x)g(x)| ≤

≤ |fn(x)− f (x)||gn(x)|+ |gn(x) − g(x)||f(x)| ≤

≤ |fn(x)−  f(x)|C + |gn(x)− g(x)|C

Но тогда переходя к супремуму и вновь учитывая то, что супремум суммы не превосходит суммы супремумов:

sux∈pE |fn(x)⋅gn(x) − (f (x )⋅g(x))| ≤ sxu∈pE |fn(x) − f(x)|C + sux∈pE |gn(x)− g(x)|C

Осталось лишь заметить, что если    E
fn ⇉ f  , то по sup  -критерию sxu∈pE|fn(x)−  f(x)| → 0  при n →  ∞ , и точно так же если     E
gn ⇉  g  , то по sup  -критерию sup |gn(x)−  g(x )| → 0
x∈E  при n → ∞ .

Таким образом, поскольку

sup |fn(x) ⋅gn(x)− (f(x) ⋅g(x))| ≤ sup|fn(x)− f (x )|C +  sup |gn(x)− g(x)|C
x∈E                              x∈E----- -------     x∈E----- -------
                                 ◟      ◝→◜0      ◞     ◟     →◝0◜      ◞

То получится, что и sup|fn(x)⋅gn(x) − (f(x)⋅g(x))| → 0,n → ∞
x∈E . Но тогда по sup  -критерию мы получаем, что f  ⋅g  E⇉ f ⋅g
 n   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!