- •III осенний семестр Лекция №1 Числовые ряды
- •Лекция №2 Сходимость положительных рядов
- •Если - сходится, то - сходится;
- •Если - расходится, то - расходится.
- •Лекция №3 Сходимость положительных рядов (продолжение)
- •Лекция №4 Сходимость положительных рядов (продолжение)
- •Ряды с членами произвольного знака
- •Лекция №5 Ряды вида
- •Лекция №6 Перестановки числовых рядов
- •Лекция №6 Перестановки числовых рядов (продолжение)
- •Лекция №8 Умножение рядов (продолжение)
- •Двойные ряды
- •Лекция №9 Двойные ряды (продолжение)
- •Бесконечные произведения
- •Лекция №10 Бесконечные произведения (продолжение)
- •Лекция №11 Функции, представляющиеся в виде бесконечных произведений
- •Функциональные последовательности и ряды
- •Лекция №12 Функциональные последовательности и ряды (продолжение)
- •Лекция №13 Функциональные последовательности и ряды (продолжение)
- •Лекция №14 Свойства предельной функции и сумма функционального ряда в случае равномерной сходимости
- •Лекция №15 Пространства и сходимость в них
- •Степенные ряды
- •Лекция №16 Степенные ряды (продолжение)
- •Лекция №17 Разложение функций в степенные ряды
- •Лекция №18 Ряды Фурье
- •Лекция №19 Ряды Фурье (продолжение)
- •Лекция №20-21 Ряды Фурье (продолжение)
- •Лекция №22 Ряды Фурье (продолжение)
- •Лекция №23 Ряды Фурье (продолжение)
- •Лекция №24 Ряды Фурье (продолжение)
- •Лекция №25 Ряды Фурье (продолжение).
- •Лекция №26 Поточечная сходимость тригонометрического ряда Фурье
- •Лекция №27 Поточечная сходимость тригонометрического ряда Фурье (продолжение)
- •Лекция №28 Собственные интегралы, зависящие от параметра
- •Лекция №30 Свойства несобственных интегралов, зависящих от параметра
- •Свойства гамма-функции
- •Лекция№31 Преобразование Фурье
- •Критерий сходимости положительного ряда.
Лекция №30 Свойства несобственных интегралов, зависящих от параметра
Теорема 1. Если
сходится
равномерно на отрезке
то
Доказательство.
сходится
равномерно на
(из
определения равномерной сходимости по
Гейне)
(из
теоремы о равномерном пределе
последовательности непрерывных функций)
Доказано.
Теорема 2. Если
сходится
равномерно на отрезке
то
и
Доказательство.
сходится
равномерно на отрезке
(по
теореме об интегрируемости собственных
интегралов) =
Доказано.
Теорема 3. Если
сходится;
сходится
равномерно на
то
Доказательство.
сходится
равномерно на
Доказано.
Свойства гамма-функции
Лемма 1.
Доказательство.
По формуле
Эйлера
Доказано.
Лемма 2. Для
Доказательство.
Сделаем замену
тогда
Доказано.
Теорема 4.
(*)
Доказательство.
1. Т.к.
2.
Из этого представления
равенство (*) будет вытекать тогда и
только тогда, когда
3. Введём вспомогательные неравенства.
(неравенство
Бернулли).
Докажем это неравенство методом математической индукции.
При
равенство
очевидно.
верно.
4. Докажем, что
Докажем, что
неравенство
из (3) при
Оценим снизу:
Оценка сверху:
Итак,
и
по теореме «о двух милиционерах»
Доказано.
Лемма 3.
(подробнее
это изучается в курсе теории функций
комплексного переменного ТФКП).
Лемма 4.
нецелого
справедливо следующая формула дополнения
В частности, при
Доказательство. Имеем по формуле Эйлера
Доказано.
Задача. Вычислить
Лекция№31 Преобразование Фурье
Пусть дана функция
несобсттвенный
интеграл от функции
по
всей прямой абсолютно сходящийся в
смысле Коши. Главное значение
Рассмотрим несобственный интеграл, зависящий от параметра.
называемый
преобразованием Фурье функции
(Это и есть аналог коэффициентов Фурье
в периодическом случае.)
Лемма 1. Если
и
интеграл
абсолютно
сходящийся по Коши, то
Доказательство. По соответствующей теореме достаточно проверить равномерную сходимость преобразования Фурье на множестве действительных чисел, т.к.
Воспользуемся признаком равномерной сходимости Вейерштрасса:
сходится.
Значит, преобразование Фурье сходится
равномерно.
Доказано.
Лемма 2. Если
то
Доказательство. Также воспользуемся соответствующей теоремой; проверим следующие условия:
непрерывность:
равномерная сходимость (признак Вейерштрасса):
Следствие. Если
сходится,
то
Иногда испоьзуют и действительную форму преобразования Фурье, тогда появляется косинус-преобразование Фурье:
и синус-преобразование Фурье:
Тогда обычное
преобразование Фурье есть обычная их
комбинация:
Лемма 3.
если
Доказательство.
Доказано.
Следствие.
если
Например, в уравнение
теплопроводности
удобно перейти
к
по
переменной t:
потом
функцию необходимо восстановить.
Сама функция по
её преобразованию Фурье восстанавливается
с помощью обратного преобразования
Фурье:
аналогичное
тригонометрическому ряду Фурье.
Частичные интегралы
– аналог сумм:
И
вопрос состоит в следующем: сходится
ли
при
Различабт сходимости
среднеквадратичную:
и
поточечную: в точке
и
равномерную:
Пример. Найти
преобразование Фурье функции
Замечание. Часто преобразование Фурье определяют формулой
тогда обратное преобразование Фурье имеет вид:
Справедливы следующие утверждения.
Теорема 1.
Если
абсолютно
интегрируема на
то
Теорема 2.
Если
абсолютно
интегрируема на
и
кусочно-непрерыно-дифференцируема на
то
Теорема 3.
Если
абсолютно
интегрируема на
и
кусочно-непрерывно-дифференцируема
на
то
имеет место равномерная сходимость
Вопросы по курсу математического анализа за III осенний семестр
