阿貝爾變換

阿貝爾變換是一個恆等式,它在數學分析中有著廣泛的套用。通過阿貝爾變換,可以分別證明任意項級數收斂的阿貝爾判別法狄利克雷判別法

基本介紹

  • 中文名:阿貝爾變換
  • 外文名:Abel transformation
  • 實質阿貝爾判別法
  • 特點:證明任意項級數收斂
阿貝爾恆等式,積分第二中值定理,內容,退化態的幾何意義,分部積分法,概述,規則,套用,

阿貝爾恆等式

阿貝爾變換(英語:Summation by parts)也叫分部求和法英語:Abel transformation,有別於Abel transform)或阿貝爾引理(英語:Abel's lemma)是求和的一種方法。設
為兩個數列,則有
它被用來證明積分第二中值定理
分部求和公式也可被寫成比較對稱的方式:

積分第二中值定理

積分第二中值定理是與積分第一中值定理相互獨立的一個定理,屬於積分中值定理。它可以用來證明Dirichlet-Abel反常Riemann積分判別法。

內容

若g,(f·g)均在[a,b]上Riemann可積且f(x)在[a,b]上單調,則存在[a,b]上的點ξ使

退化態的幾何意義

令g(x)=1,則原公式可化為:存在[a,b]上的點ξ使

分部積分法

概述

分部積分法是種積分的技巧。它是由微分的乘法定則和微積分基本定理推導而來的。其基本思路是將不易求得結果的積分形式,轉化為等價的但易於求出結果的積分形式。

規則

假設
是兩個連續可導函式。由乘積法則可知
對上述等式兩邊求不定積分,移項整理,得不定積分形式的分部積分方程
由以上等式我們可以推導出分部積分法在區間定積分形式
已經積出的部分
可以代入上下限
表示為以下等式,
而以上這條等式可以通過函式求導乘積法則,以及微積分基本定理通過以下方式倒推並得以驗證
在傳統的微積分教材里分部積分法通常寫成不定積分形式:
如果更簡單些,令
,微分
,就可以得到更常見到的形式:
注意,上面的原式中含有g的導數;在使用這個規則時必須先找到不定積分g,並且積分
必須是可積的。
在級數的離散分析中也可以用到類似的公式表達,稱為分部求和。
另一可用的表達方式可以將原表達方式里的因子僅寫成fg,但缺點是引進了鑲套積分:
這個表達方式只有當f是連續可導而且g是連續是才有效。
在黎曼-斯蒂爾吉斯積分和勒貝格-斯蒂爾吉斯積分有更多分部積分的公式。
提示:部分積分下面這樣更複雜一點的積分運算里也是有效的:

套用

通過阿貝爾變換,可以分別證明任意項級數收斂的阿貝爾判別法狄利克雷判別法

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