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Funktionenfolgen: Punktweise Konvergenz

Die punktweise Konvergenz von Funktionenfolgen bereitet dir noch Schwierigkeiten? Im Folgenden zeigen wir dir Schritt für Schritt die Vorgehensweise bei der punktweisen Konvergenz.

Konvergenz von Funktionenfolgen: Definition Funktionenfolge und punktweise konvergent

Wenn die Glieder f_n einer Folge von einem Parameter x abhängen, spricht man von einer Funktionenfolge. f_n(x)=\frac{x}{n} ist beispielsweise eine Funktion von x und gleichzeitig eine Folge. Die einzelnen Folgenglieder erhält man, indem man für n eine beliebige natürliche Zahl einsetzt, zum Beispiel f_2\left(x\right)=\frac{x}{2} oder f_3\left(x\right)=\frac{x}{3}.

Definition punktweise Konvergenz
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Definition punktweise Konvergenz

Existiert für jedes x\in\ I der Grenzwert:

f\left(x\right)=\(\lim\limits_{n \to \infty} \ f_n\left(x\reight)

dann ist die Funktionenfolge punktweise konvergent und f(x) heißt Grenzfunktion der Funktionenfolge.

Funktionenfolgen: Punktweise Konvergenz — häufigste Fragen

(ausklappen)
  • Was heißt punktweise Konvergenz bei einer Funktionenfolge?
    Punktweise Konvergenz einer Funktionenfolge bedeutet, dass für jedes fest gewählte x im Intervall I der Grenzwert \lim_{n\to\infty} f_n(x) existiert. Konkret hältst du x konstant und lässt nur n gegen unendlich laufen. Die so entstehende Zuordnung f(x) heißt Grenzfunktion.
  • Wie bestimme ich die Grenzfunktion bei punktweiser Konvergenz Schritt für Schritt?
    Die Grenzfunktion bei punktweiser Konvergenz bestimmst du, indem du für jedes feste x\in I den Grenzwert f(x)=\lim_{n\to\infty} f_n(x) berechnest. Praktisch: Setze ein konkretes x ein, zum Beispiel bei f_n(x)=\frac{x}{n} erst x=2, dann ist f_n(2)=\frac{2}{n}\to 0. Danach machst du das als allgemeine Rechnung für beliebiges x.
  • Wie finde ich bei der Funktionenfolge x hoch n die Grenzfunktion auf dem Intervall von null bis eins?
    Die Grenzfunktion der Funktionenfolge f_n(x)=x^n auf [0,1] ist für alle x<1 gleich 0 und für x=1 gleich 1. Denn für jedes feste x mit 0\le x<1 gilt x^n\to 0, während 1^n=1 für alle n bleibt. Damit ist f(x)=0 auf [0,1) und f(1)=1.
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