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高等数学研究点滴
1.6.2.1 3.2.1 等价定理及其证明
3.2.1 等价定理及其证明

在高等数学中,函数项级数是重要内容之一,判断其敛散性时,通常用Weierstrass判别法(M判别法)来判断一致收敛性,从而判断函数项级数的敛散性,为了使判断更加灵活,于是给出它的等价定理.

定理3.2.1(Weierstrass判别法的等价定理)设函数项级数,对于x∈D的一般项un(x),如果存在正数p>1,使即有界,则函数项级数在D上一致收敛.

证 如果x∈D,∃p>1使即有界,则一定存在正数M,使收敛,所以,由Cauchy收敛原理知,∀ε>0,∃N∈N,使得∀l∈N,当n>N时,恒有,因此,,所以,由Cauchy一致收敛原理知在D上一致收敛.

定理3.2.2 设函数项级数对于x∈D的每一项un(x)≥0,如果的同阶或低阶无穷小,则函数项级数在D上发散.

证 如果x∈D,u(x)是(n→∞)的同阶或低阶无穷小,则一定存在n正数M使un(x)≥,而发散,由Cauchy收敛原理知,∀ε>0,一定∃l∈N,使得∀n∈N,都有,从而得,又因un(x)≥0,所以,,故函数项级数在D上无界,因此,函数项级数在D上发散.