Konvergens (matematik)

Den här artikeln behöver källhänvisningar för att kunna verifieras. (2020-03) Åtgärda genom att lägga till pålitliga källor (gärna som fotnoter). Uppgifter utan källhänvisning kan ifrågasättas och tas bort utan att det behöver diskuteras på diskussionssidan.

Konvergens är inom matematik en egenskap hos vissa följder, det vill säga sekvenser av objekt ${\displaystyle x_{i}}$. Dessa är konvergenta om de närmar sig ett fixt objekt ${\displaystyle x}$.

Med att en summa är konvergent menas att följden av dess partialsummor är konvergent.

Formellt är en följd ${\displaystyle \{x_{i}\}_{i\in \mathbb {N} }}$ i ett metriskt rum X konvergent om det finns ett element x i rummet X sådant att

För varje ${\displaystyle \epsilon >0}$ så finns ${\displaystyle N\in \mathbb {N} }$ så att om ${\displaystyle i>N}$ så gäller

${\displaystyle d(x_{i},x)<\epsilon }$.

I ett allmänt topologiskt rum X sägs följden ${\displaystyle \{x_{i}\}_{i\in \mathbb {N} }}$ konvergera mot x, om det för varje omgivning U till x gäller att ${\displaystyle X\setminus U}$ endast innehåller ändligt många element från följden ovan.

Motsatsen är att följden är divergent.

I ett fullständigt metriskt rum är alla Cauchy-följder konvergenta. Stolz–Cesàros sats kan användas för att avgöra om en serie är konvergent.

Exempel

1. I R är talföljden 1, 1/2, 1/4, 1/8, ... konvergent, och den konvergerar mot 0. Talföljden 1, 1+1/2, 1+1/2+1/4, ... konvergerar även den, i detta fallet mot 2.
2. I rummet av alla reella tal större än (eller lika med) 0, konvergerar följden 1, 1/2, 1/3, 1/4, ... mot 0. Däremot är följden 1, 1+1/2, 1+1/2+1/3, ..., den harmoniska serien, divergent och växer mot oändligheten.

Funktionsföljder

Man kan också betrakta konvergens av en följd av funktioner ${\displaystyle f_{n}}$ definierade på något intervall, ${\displaystyle I}$, av de reella talen eller allmänt en godtycklig mängd. Man säger att ${\displaystyle f_{n}}$ konvergerar punktvis till ${\displaystyle f}$ om ${\displaystyle \lim _{n\to \infty }f_{n}(x)=f(x)}$ för alla ${\displaystyle x}$ i ${\displaystyle I}$.

v • r Serier och följder Heltalsföljder Grundläggande Aritmetisk följd · Geometrisk följd · Harmonisk följd · Kvadrattal · Kubiktal · Fakultet · Tvåpotens · Trepotens · Tiopotens Avancerade Fullständig följd · Fibonaccital · Figurtal · Heptagontal · Hexagontal · Lucastal · Pelltal · Pentagontal · Polygontal · Triangeltal Följders egenskaper Cauchyföljd · Monoton följd · Periodisk följd Seriers egenskaper Konvergenta serier · Divergenta serier · Betingad konvergens · Absolutkonvergens · Likformig konvergens · Alternerande serie · Teleskoperande serie Rättframma serier Konvergerande 1/2 − 1/4 + 1/8 − 1/16 + ⋯ · 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + ⋯ · 1/4 + 1/16 + 1/64 + 1/256 + ⋯ · 1 + 1/2s+ 1/3s + ... (Riemanns zetafunktion) Divergerande 1 + 1 + 1 + 1 + ⋯ · 1 + 2 + 3 + 4 + ⋯ · 1 + 2 + 4 + 8 + ⋯ · 1 − 1 + 1 − 1 + ⋯ (Grandis serie) · Oändlig aritmetisk följd · 1 − 2 + 3 − 4 + ⋯ · 1 − 2 + 4 − 8 + ⋯ · 1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + ⋯ (Harmoniska serien) · 1 − 1 + 2 − 6 + 24 − 120 + ⋯ · 1/2 + 1/3 + 1/5 + 1/7 + 1/11 + ⋯ (inversen av primtalen) Typer av serier Taylorserie · Potensserie · Formell potensserie · Laurentserie · Puiseuxserie · Dirichletserie · Trigonometrisk serie · Fourierserie · Genererande serie Hypergeometriska serier Generaliserad hypergeometrisk funktion · Hypergeometrisk funktion av matrisargument · Hypergeometrisk serie · Lauricella-hypergeometrisk serie · Modulär hypergeometrisk serie · Riemanns differentialekvation · Elliptisk hypergeometrisk serie Kategori