在数学中,逐点收敛(或称简单收敛)描述的是一列函式向一个特定函式趋近的现象中的一种。简单来说,就是对定义域里的每一点,这个函式列在这点上的取值都趋于一个极限值。这时,被趋近的这个特定函式称作函式列的逐点极限。在各种收敛中,逐点收敛最为直观,容易想像,但不能很好地保持函式的一些重要性质,比如说连续性等等。
基本介绍
- 中文名逐点收敛
- 外文名Point-by-point convergence
- 分类数理科学
定义
设 是一列拥有同样定义域的函式。 逐点收敛若且唯若存在函式 ,使得对定义域中的每个 ,都有
这时我们就说 逐点收敛到 。
性质
与逐点收敛经常一起出现的一个概念是一致收敛。后者的定义如下
一致收敛到 若且唯若在定义域 中
相比较下,一致收敛是一个更“强”的概念。一致收敛的函式列必然逐点收敛,反之则不尽然。一个简单的例子是开区间 上的函式列 , 逐点收敛到函式 ,但并不一致收敛到0,因为
。
一致收敛能够保持函式列的连续性,但逐点收敛不能。例如,上述函式 在闭区间 上连续, 逐点收敛到的函式 ,在上取值为0,在1上取值为1,不是连续函式。
中函式的取值可以是实数,也可以是任何使得其定义有意义的拓扑空间。一致收敛函式的适用範围则相对较小,只能在一个度量空间中定义,因为定义中使用到了距离的概念。
拓扑性质
逐点收敛也可以理解为由半範数建立的拓扑。具有这种拓扑的函式组成的空间叫做逐点收敛空间。这个拓扑与乘积拓扑是等价的。如果的定义域和值域都是紧緻的,根据吉洪诺夫定理,这个空间也是紧緻的。
测度论
在测度理论中,对一个可测空间上的可测函式有几乎处处收敛的概念,也就是说几乎处处逐点收敛。叶戈罗夫定理说明,在有限测度的集合上几乎处处逐点收敛,意味着在稍微较小的集合上一致收敛。