14.6 一致收敛和积分
命题
(14.6.1 一致极限与积分可交换运算?)设
是一个区间。对于每一个整数 ,设 是一个黎曼可积的函数。设 在 上一致收敛于函数 。那么 是黎曼可积的,并且 (注:这个定理告诉我们可以交换一致极限与积分的运算顺序,即
) 推论:
- (14.6.2)设
是一个区间,并设 是 上黎曼可积函数的序列。如果级数 一致收敛,那么 (注:这个推论结合魏尔斯特拉斯M判别法(定理14.5.7)一起使用会有更好的效果)
- (14.6.2)设
课后习题
14.6.1 利用定理14.6.1证明推论14.6.2
由于
是 上黎曼可积函数的序列,因此根据黎曼积分定律(命题11.4.1(a))我们知道对任意的 都有部分和 也是在 上黎曼可积的(使用归纳法),然后根据定义14.5.2与定理14.6.1,由于 是部分和 的一致极限,因此有: 然后再次使用黎曼积分定律(也是命题11.4.1(a)),对任意的
我们有: (需要用一下归纳,这里省略了)于是即有:
总结即有:
于是推论14.6.2得证。