从两个例子谈起:条件收敛与一致收敛的深刻背景分析
条件收敛和一致收敛 无穷级数理论作为一种工具很有它发明(我们不去讨论它到底是发明还是发现)的必要性。 而一致收敛的引入在现在的数学分析教材上已经变得彻底避而不谈。我们先来讨论一下条件收敛引入的必要性。
我们先来看一个例子,我们知道:
$$ f(n) = 1 - \frac{1}{2} + \frac{1}{3} - \cdots + \left( -1 \right)^{n+1}\frac{1}{n} + \cdots = \ln 2 $$
我们把左边的式子做一些小小的变动,我们把交换一些项的顺序那么:
$$ \begin{split} f(n) &= 1 - \frac{1}{2} + \frac{1}{3} - \frac{1}{4} + \frac{1}{5} - \frac{1}{6} + \frac{1}{7} \cdots + \left( -1 \right)^{n+1}\frac{1}{n} + \cdots \ &= \left( 1 - \frac{1}{2} \right) - \frac{1}{4} + \left( \frac{1}{3} - \frac{1}{6} \right) - \frac{1}{8} + \left( \frac{1}{5} - \frac{1}{10} \right) - \frac{1}{12} + \cdots \ &= \frac{1}{2} - \frac{1}{4} + \frac{1}{6} - \frac{1}{8} + \cdots \ &= \frac{1}{2} f(n) \ &= \frac{1}{2} \ln 2 \end{split} $$