تعريف 7.1الرياضيات الجامعية — السنة 2 · الفصل 7 — المتتاليات والمتسلسلات
من أجل متتالية (un) في فضاء معياري E، تتقارب المتسلسلة ∑un حين تتقارب مجاميعها الجزئية؛ وتتقارب بإطلاق حين يكون ∑∥un∥<∞. وفي فضاء باناخ، يستلزم التقارب المطلق التقاربَ (المبرهنة 5.21)؛ وقد يفشل ذلك في فضاء غير تام (التمرين 7.9).
أمثلة
مثال 7.2
في Mn(K) (أو في Lc(E)، حيث Eفضاء باناخ): من أجل ∣∣∣A∣∣∣<1، تتقارب متسلسلة نويمان∑Akبإطلاق إلى (I−A)−1 (وقد بُرهن على ذلك في التمرين 5.5)؛ وتتقارب ∑k!Akبإطلاق إلى eA من أجل كل A (المثال 5.22). فالمتسلسلتان الهندسية والأسّية ذواتا القيم المؤثِّرة تسلكان مثل نموذجيهما العدديين — وهو كل مغزى إطار باناخ.
مثال 7.4
∑nsinn تتقارب: فلدينا an=n1↓0 و Bn=∑k=1nsink محدودة — بل إنها Bn=ℑ∑k≤neik=ℑei−1ei(ein−1)، وطويلتها ≤∣ei−1∣2. ولا تتقارب بإطلاق (إذ ∣sinn∣≥sin2n=21−cos2n، و∑2n1−cos2n متباعدة لأن ∑ncos2n متقاربة بمحك آبل نفسه في حين أن ∑2n1 متباعدة). ومحك المتسلسلات المتناوبة هو الحالة الخاصة bn=(−1)n.
مثال 7.5(آبل على دائرة التقارب)
من أجل أي أعداد عقدية z بشرط ∣z∣=1 تتقارب ∑n≥1nzn؟ عند z=1 تكون المتسلسلة التوافقية: فتتباعد. ومن أجل z=1 على الدائرة، ينطبق محك آبل مع an=n1↓0 ومع bn=zn، التي تكون مجاميعها الجزئية محدودة بغض النظر عن N:
n=1∑Nzn=z−1z(zN−1)≤∣z−1∣2.
فهي متقاربة — وإن لم تكن بإطلاق أبدًا (∑n1). متسلسلة واحدة ودائرة من السلوكات: تباعد عند نقطة واحدة، وتقارب نصفي في كل مكان آخر. وهذا هو السلوك الحدّي القياسي لمتسلسلات القوى (الفصل 11)، ملقىً هنا باليدين المجرّدتين؛ وعند z=−1 نستعيد المتسلسلة التوافقية المتناوبة، وعند z=eiθ يكون جزآها الحقيقي والتخيلي هما المتسلسلتين ∑ncosnθ و∑nsinnθ في التمرين 7.4.