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设连续函数列{fn(x)}在[a,b]上一致收敛于函数f(x),xn∈[a,b](n=1,2,3…),limn→∞xn=x0则limn→∞fn(xn)=f(x0).
题目详情
设连续函数列{fn(x)}在[a,b]上一致收敛于函数f(x),xn∈[a,b](n=1,2,3…),
xn=x0则
fn(xn)=f(x0).
lim |
n→∞ |
lim |
n→∞ |
▼优质解答
答案和解析
证明:由于函数列{fn(x)}在[a,b]上一致收敛于函数f(x),因此
对∀ɛ>0,∃N1>0,∀n>N1,x∈[a,b],都有|fn(x)-f(x)|<
而函数列{fn(x)}是连续的,因此由一致收敛函数列的连续性定理知,f(x)在[a,b]连续
又xn∈[a,b](n=1,2,3…),
xn=x0
∴由极限的保号性知,x0∈[a,b]
∴f(x)在x0连续,即
f(x)=f(x0)
∴由海涅定理,知
f(xn)=f(x0)
于是,对上面的ɛ>0,∃N2>0,∀n>N2时,有|f(xn)-f(x0)|<
取N=max{N1,N2},则
|fn(xn)-f(x0)|=||fn(xn)-f(xn)+f(xn)-f(x0|≤|fn(xn)-f(xn)|+|f(xn)-f(x0)|<
+
=ɛ
故
fn(xn)=f(x0).
对∀ɛ>0,∃N1>0,∀n>N1,x∈[a,b],都有|fn(x)-f(x)|<
ɛ |
2 |
而函数列{fn(x)}是连续的,因此由一致收敛函数列的连续性定理知,f(x)在[a,b]连续
又xn∈[a,b](n=1,2,3…),
lim |
n→∞ |
∴由极限的保号性知,x0∈[a,b]
∴f(x)在x0连续,即
lim |
x→x0 |
∴由海涅定理,知
lim |
n→∞ |
于是,对上面的ɛ>0,∃N2>0,∀n>N2时,有|f(xn)-f(x0)|<
ɛ |
2 |
取N=max{N1,N2},则
|fn(xn)-f(x0)|=||fn(xn)-f(xn)+f(xn)-f(x0|≤|fn(xn)-f(xn)|+|f(xn)-f(x0)|<
ɛ |
2 |
ɛ |
2 |
故
lim |
n→∞ |
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