函數序列與級數
函數族的一致有界
單個函數有界,是指它的圖像夾在兩條水平線之間。整個函數族一致有界,是指同一對水平線一次性容納了所有成員——存在單一的天花板,集合中沒有任何函數會戳穿它,無論函數有多少。
定義:集合 E 上的函數族 F 稱為一致有界的,是指存在常數 M(既不依賴於 x,也不依賴於所選函數),使得對所有 x 屬於 E 和所有 f 屬於 F 都有 |f(x)| <= M。等價地,在上確界範數下 sup 關於 f 屬於 F 的 ||f|| <= M。這比每個 f 各自有界更強,因為後者只給出每個函數各自的界 M_f,並無共同的天花板。
一致有界是阿爾澤拉–阿斯科利定理的兩個假設之一,它阻止函數豎直方向逃逸,而等度連續阻止水平方向的狂亂。一個相關但更深刻的現象是線性算子的一致有界原理(巴拿赫–施泰因豪斯定理),它表明逐點的界有時能自動升級為一致的界——但那是一種特殊的結構性奇蹟,並非這裡的一般情形。
在 R 上,族 {sin(nx) : n = 1, 2, ……} 以 M = 1 一致有界。但 (0, 1) 上的 {n x : n = 1, 2, ……} 不一致有界:每個 n x 在 (0,1) 上各自被 n 界住,然而沒有單一的 M 能壓住它們全部,因為這些界 n 無限增長。
各自有界不等於一致有界。
又稱
另見