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गणित · शब्दावली

निरपेक्ष अभिसरण बानाख समष्टि में क्या है?

परिभाषा 7.1 विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 2 · अध्याय 7 — अनुक्रम और श्रेणियाँ

किसी मानदंडित समष्टि EE में अनुक्रम (un)(u_n) के लिए श्रेणी un\sum u_n तब अभिसरित होती है जब उसके आंशिक योग अभिसरित हों; और वह निरपेक्ष रूप से तब अभिसरित होती है जब un<\sum \norm{u_n} < \infty। किसी बानाख समष्टि में निरपेक्ष अभिसरण से अभिसरण निकलता है (प्रमेय 5.21); और अपूर्ण समष्टि में यह विफल हो सकता है (अभ्यास 7.9)।

उदाहरण

उदाहरण 7.2

Mn(K)\mathcal{M}_n(K) में (अथवा Lc(E)\mathcal{L}_c(E) में, जहाँ EE बानाख है): A<1\vertiii A < 1 के लिए नॉयमान श्रेणी Ak\sum A^k निरपेक्ष रूप से (IA)1(I - A)^{-1} पर अभिसरित होती है (जो अभ्यास 5.5 में सिद्ध की गई है); और प्रत्येक AA के लिए Akk!\sum \frac{A^k}{k!} निरपेक्ष रूप से eA\eu^A पर (उदाहरण 5.22)। संकारक-मान वाली गुणोत्तर और घातांकी श्रेणियाँ अपने अदिश नमूनों की तरह व्यवहार करती हैं — और बानाख ढाँचे का पूरा उद्देश्य यही है।

उदाहरण 7.4

sinnn\sum \frac{\sin n}{n} अभिसरित होती है: an=1n0a_n = \frac1n \downarrow 0 और Bn=k=1nsinkB_n = \sum_{k=1}^{n} \sin k परिबद्ध है — वास्तव में Bn=kneik=ei(ein1)ei1B_n = \Im\sum_{k \leq n} \eu^{\iu k} = \Im\,\frac{\eu^{\iu}(\eu^{\iu n} - 1)}{\eu^{\iu} - 1}, जिसका मापांक 2ei1\leq \frac{2}{\abs{\eu^{\iu} - 1}} है। वह निरपेक्ष रूप से अभिसरित नहीं होती (sinnsin2n=1cos2n2\abs{\sin n} \geq \sin^2 n = \frac{1 - \cos 2n}{2}, और 1cos2n2n\sum \frac{1 - \cos 2n}{2n} अपसरित होती है क्योंकि उसी आबेल जाँच से cos2nn\sum \frac{\cos 2n}{n} अभिसरित होती है जबकि 12n\sum \frac{1}{2n} अपसरित)। एकांतर श्रेणी की जाँच bn=(1)nb_n = (-1)^n वाली विशेष स्थिति है।

उदाहरण 7.5 (अभिसरण वृत्त पर आबेल)

z=1\abs z = 1 वाले किन सम्मिश्र zz के लिए n1znn\sum_{n \geq 1} \frac{z^n}{n} अभिसरित होती है? z=1z = 1 पर वह हरात्मक श्रेणी है: अपसारी। और वृत्त पर z1z \neq 1 के लिए आबेल की जाँच an=1n0a_n = \frac1n \downarrow 0 तथा bn=znb_n = z^n के साथ लागू होती है, जिसके आंशिक योग NN से स्वतंत्र रूप से परिबद्ध हैं:

n=1Nzn=z(zN1)z12z1.\Bigl|\sum_{n=1}^{N} z^n\Bigr| = \Bigl|\frac{z(z^N - 1)}{z - 1}\Bigr| \leq \frac{2}{\abs{z - 1}} .

अतः अभिसारी — यद्यपि निरपेक्ष रूप से कभी नहीं (1n\sum\frac1n)। एक ही श्रेणी, और व्यवहारों का पूरा वृत्त: एक ही बिंदु पर अपसरण, और अन्यत्र सर्वत्र अर्ध-अभिसरण। यह घात श्रेणियों का मानक सीमा-व्यवहार है (अध्याय 11), जो यहाँ नंगे हाथों मिल गया; z=1z = -1 पर उससे एकांतर हरात्मक श्रेणी पुनः मिलती है, और z=eiθz = \eu^{\iu\theta} पर उसके वास्तविक तथा काल्पनिक भाग अभ्यास 7.4 की श्रेणियाँ cosnθn\sum\frac{\cos n\theta}{n} और sinnθn\sum\frac{\sin n\theta}{n} हैं।

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