Matematik

Konvergent række

07. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)
Jeg skal gøre rede for, at rækken

\\sum_{n=1}^\\infty \\frac{1}{x^2+n^2}

konvergerer for ethvert reelt tal x, men jeg ved ikke rigtig hvordan jeg skal gøre det. Jeg har tænkt på, om jeg skal bruge, at da rækken udelukkende består af ikke-negative, så konvergerer den, hvis -- og kun hvis -- afsnitsfølgen er begrænset. Jeg har bare ikke rigtig styr på det med afsnitsfølger, så hvis der er en/nogen, som gider hjælpe mig med at regne opgaven (så jeg fremover ved hvordan jeg skal gøre), vil jeg blive rigtig glad.

Svar #1
07. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

ups ...

ikke-negative = ikke-negative led.

Svar #2
07. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

Er der ikke en, som kan hjælpe mig?

Brugbart svar (0)

Svar #3
07. april 2005 af Darwin (Slettet)

Jo

Menes der "Summen fra n=1 til uendelig af 1/(x^2 +n^2)" ?

Svar #4
07. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

Ja, det er det, jeg mener! Jeg har brugt LaTeX-notation ...

Brugbart svar (0)

Svar #5
07. april 2005 af Brian (Slettet)

Hvis du har love til at bruge at SUM[1, uendl.]( 1/(n^2) ) er konvergent, så er sagen klar:

For ethvert reelt x og naturligt n gælder:

1/(x^2 - n^2)

Resultatet følger nemlig så af sammenligningskriteriet. (Som siger, at en række hvis led alle er mindre en leddene i en konvergent række selv er konvergent).

Brugbart svar (0)

Svar #6
07. april 2005 af Brian (Slettet)

Sorry, en slåfejl sneg sig ind, jeg mener:

For ethvert reelt x og naturligt n gælder:

1/(x^2 + n^2)


Svar #7
07. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

Arrrh, smart! Mange tak!

Nu jeg er i gang med at spørge: Hvad vil det sige at en række konvergerer uniformt? Jeg skal nemlig vise at række ovenfor er uniformt konvergent for ethvert (fastholdt) reelt x ... hvordan gør jeg det?

Svar #8
08. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

Anyone?

Brugbart svar (0)

Svar #9
08. april 2005 af 404error (Slettet)

Det betyder at følgen af afsnitssummer konvergerer uniformt (ell. ligeligt) mod en grænsefunktion f. Dvs. bemeldte følge {f_n} af reelle funktioner defineret på A med afsnitssummer

S_n(x) = \\sum_{i=1}^n f_i(x),

skal gælde at S_n -> f ligeligt, dvs.

lim_{n \\to \\infty} sup_{x \\in A} |f_n(x)-f(x)|=0.

Ifm. din opgave, prøv at kigge i din bog efter "Weierstrass' M-test", og brug det hint, som Brian har givet dig.

Svar #10
08. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

Mange tak!
Jeg har så lige et allersidste spørgsmål:

Hvordan viser jeg at sumfunktionen

f : R --> R,

hvor f(x) er givet ved den samme uendelig række som før, er kontinuert på hele den relle akse?

Svar #11
08. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

Hmm ... der er faktisk én ting mere, har jeg lige fundet ud af:

Jeg skal også vise, at f(x) går mod nul for x gående mod endelig. Der er givet et hint, hvor jeg kan bruge vurderingen

f(x)

Jeg kan godt vise at vurderingen er sand, men hvordan skal jeg bruge det til at vise det ønskede?

Svar #12
08. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

Testefejl i #11: Det skulle være

f(x) <= \\sum_{n=1}^N \\frac{1}{x^2+n^2} + \\sum_{n=N+1}^\\infty \\frac{1}{n^2}.

Brugbart svar (0)

Svar #13
08. april 2005 af 404error (Slettet)

#10: Hvordan er det nu med den ligelige grænse af en følge af kontinuerte funktioner..?

#11: Prøv med definitionen - det er altid farbar vej i den slags opgaver. Der gælder

lim_{x \\to \\infty} f(x) = 0,

såfremt der for alle \\epsilon>0 findes L>0, så x>L medfører |f(x)|<epsilon. Brug nu dette ifm. det af opgavestilleren anførte hint.

Svar #14
09. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

Til #10: Skal jeg da bare henvise til følgende definition:

Lad {f_n} være en følge af funktioner defineret på en mængde A og lad f være en funktion, som også er defineret på A. Vi siger at {f_n} konvergerer med f hvis

\\lim_{n \\to \\infty} d_A(f,f_n)=0,

hvor d_A(f,f_n) er afstanden mellem f og f_n over A.


Til #11: Jeg ved ikke rigtig hvordan jeg skal gribe det an.

Brugbart svar (0)

Svar #15
09. april 2005 af 404error (Slettet)

Nej. Den ligelige grænse af en følge af kontinuerte funktioner er kontinuert. Det er en af de 'tunge' sætninger i et indledende kursus i analyse - prøv at kigge efter den i din bog.

Hvad angår den anden opgave, lad \\epsilon > 0 være givet. For ethvert naturligt tal N kan vi vælge L(N), så x>L(N) medfører

\\sum_{n=1}^N 1/(x^2+n^2)

Overvej selv valg af L(N). Prøv nu at lave noget tilsvarende for det andet led i opspaltningen af funktionsrækken (gør den mindre end epsilon/2 ved at gøre N 'stor nok'), idet du udnytter, at rækken

\\sum_{n=1}^\\infty 1/n^2

er konvergent. Kombinér slutteligt disse to resultater til det ønskede.

Brugbart svar (0)

Svar #16
09. april 2005 af 404error (Slettet)

Oups, \\varepsilon er selvfølgelig et \\epsilon - jeg har blot for vane at bruge de andre i LaTeX, de er pænere.

Svar #17
09. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

Jeg er vist ret dum lige nu, for jeg kan slet ikke gennemskue hvad jeg skal vælge L(N) til. Hvis du evt. gider fortælle mig hvad jeg skal vælge L(N) til her, så kan jeg garanteret godt finde ud af det i den andel del (og også generelt fremover)?

Iøvrigt har man så ikke et andet navn for en ligelig grænse, for det er ikke en betegnelse jeg har hørt før?

Brugbart svar (0)

Svar #18
09. april 2005 af 404error (Slettet)

Et bud kunne være

L(N) = srqt(2*N/epsilon).

Brugbart svar (0)

Svar #19
09. april 2005 af 404error (Slettet)

Helt korrekt ville man sige 'grænsefunktionen for en ligeligt (eller uniformt) konvergent følge af funktioner'.

Svar #20
09. april 2005 af klokken_er_nu_01_34 (Slettet)

Okay, tak mht. #19, nu har jeg det på plads, men jeg kan ikke helt se hvorfor det valgte L opfylder uligheden i #15.

Forrige 1 2 Næste

Der er 39 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.