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La convergencia de la Serie de $\sum 1/(1+ n^2 x)$ Uniforme (Tareas)

Esto es del libro de los Principios de Análisis Matemático por Rudin, número 4 del capítulo 7. Dice considerar

$$ f(x) = \sum\limits_{n=1}^{\infty}{ 1/(1+ n^2 x) } $$

La pregunta es: (1) ¿Para qué valores de x la serie converge absolutamente. Tenemos que la serie converge cuando x $\not=$ 0 & x $\not= -1/k^2 $ cuando k es un número entero, ya que, hay una discontinuidad cuando n alcanza el valor de $k^2$ .
Sin embargo, no entendemos cómo hacer cualquiera de las siguientes preguntas. Todas las sugerencias serán bienvenidos. Se nos dijo que este problema se supone que debe ser bastante duro para su posición en el conjunto de problemas (es decir. 4ª pregunta en el Rudin libro).
(2) ¿Qué intervalo se hace convergen uniformemente?
(3) En qué intervalos qué no convergen uniformemente ?
(4) Es f continua en donde la serie converge?

(5) Sea f acotada?

4voto

Eran Medan Puntos 193

Estrictamente positivos $x$ ya se puede ver que cada término de la serie, excepto en la primera, está delimitada por:

$$\frac{1}{1+n^2 x} < \frac{1}{(n-1)^2 x}$$

La serie formada por los límites converge, por lo que por el Weierstrass M-test, convergencia uniforme para $x>0$.

Para $x<-1$ usted puede hacer la misma historia:

$$\left|\frac{1}{1+n^2 x}\right| < \frac{1}{(n+1)^2 |x|}$$

La serie formada por los límites converge, por lo que por el Weierstrass M-test, convergencia uniforme para$x<-1$.

La parte difícil es, por supuesto, lo que sucede en el intervalo abierto $]-1,0[$, que ya han excluido los extremos así como todos los negativos de los inversos de los cuadrados de los números enteros dentro de ese intervalo.

2voto

Jedi Master Spooky Puntos 2374

SUGERENCIA:

Usted ha visto un número de discontinuidades en ciertos puntos.

  1. Se puede utilizar la M-test entre los puntos de discontinuidad? 1.Si puede, entonces es buena. 1.b Si usted no puede hacer eso - ¿por qué? Se puede hacer estimaciones si se quita una parte en torno a estos puntos?

  2. Se puede demostrar que la convergencia NO es uniforme cerca de estos puntos?

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