Matematika · Glosarium

Apa itu kekonvergenan mutlak pada ruang Banach?

Definisi 7.1 Matematika Universitas — Tahun 2 · Bab 7 — Barisan dan Deret

Untuk barisan (un)(u_n) pada ruang bernorma EE, deret un\sum u_n konvergen apabila jumlah parsialnya konvergen; deret itu konvergen mutlak apabila un<\sum \norm{u_n} < \infty. Pada ruang Banach, kekonvergenan mutlak mengakibatkan kekonvergenan (Teorema 5.21); sedangkan pada ruang yang tidak lengkap hal itu dapat gagal (Latihan 7.9).

Contoh

Contoh 7.2

Di Mn(K)\mathcal{M}_n(K) (atau Lc(E)\mathcal{L}_c(E) dengan EE Banach): untuk A<1\vertiii A < 1, deret Neumann Ak\sum A^k konvergen mutlak ke (IA)1(I - A)^{-1} (yang dibuktikan pada Latihan 5.5); sedangkan Akk!\sum \frac{A^k}{k!} konvergen mutlak ke eA\eu^A untuk setiap AA (Contoh 5.22). Deret geometri dan deret eksponensial bernilai operator berkelakuan seperti model skalarnya — dan itulah seluruh inti kerangka Banach.

Contoh 7.4

Deret sinnn\sum \frac{\sin n}{n} konvergen: sebab an=1n0a_n = \frac1n \downarrow 0 dan Bn=k=1nsinkB_n = \sum_{k=1}^{n} \sin k terbatas — memang 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}, yang bermodulus 2ei1\leq \frac{2}{\abs{\eu^{\iu} - 1}}. Deret itu tidak konvergen mutlak (sebab sinnsin2n=1cos2n2\abs{\sin n} \geq \sin^2 n = \frac{1 - \cos 2n}{2}, dan 1cos2n2n\sum \frac{1 - \cos 2n}{2n} divergen karena cos2nn\sum \frac{\cos 2n}{n} konvergen lewat uji Abel yang sama sedangkan 12n\sum \frac{1}{2n} divergen). Uji deret berselang-seling tak lain kasus khusus bn=(1)nb_n = (-1)^n.

Contoh 7.5 (Abel pada lingkaran kekonvergenan)

Untuk zz kompleks yang mana dengan z=1\abs z = 1 deret n1znn\sum_{n \geq 1} \frac{z^n}{n} konvergen? Di z=1z = 1 ia menjadi deret harmonik, jadi divergen. Untuk z1z \neq 1 pada lingkarannya, uji Abel berlaku dengan an=1n0a_n = \frac1n \downarrow 0 dan bn=znb_n = z^n, yang jumlah parsialnya terbatas tanpa bergantung pada NN:

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}} .

Jadi konvergen — walaupun tak pernah mutlak (sebab 1n\sum\frac1n). Satu deret, selingkar perilaku: divergen di satu titik saja, dan semi-konvergen di semua titik lainnya. Inilah perilaku baku di perbatasan bagi deret pangkat (Bab 11), yang di sini dijumpai dengan tangan kosong; di z=1z = -1 ia memulihkan deret harmonik berselang-seling, dan di z=eiθz = \eu^{\iu\theta} bagian real dan bagian imajinernya adalah deret cosnθn\sum\frac{\cos n\theta}{n} dan sinnθn\sum\frac{\sin n\theta}{n} pada Latihan 7.4.

Baca dalam konteks →