Lexikon der Mathematik: normale Konvergenz
Eigenschaft einer Funktionenreihe.
Es sei (fn) eine Folge von Funktionen fn: D → ℂ in einer offenen Menge D ⊂ ℂ. Dann heißt die Reihe \(\displaystyle {\sum }_{n=1}^{\infty }{f}_{n}\) normal konvergent in D, falls die Reihe \(\displaystyle {\sum }_{n=1}^{\infty }|{f}_{n}|\) kompakt konvergent in D ist. Jede D normal konvergente Funktionenreihe ist also insbesondere kompakt konvergent in D.
Ist jede der Funktionen fn stetig in D, so ist auch die Grenzfunktion f der Reihe \(\displaystyle {\sum }_{n=1}^{\infty }{f}_{n}\) stetig in D. Ebenso ist f eine in D holomorphe Funktion, sofern jedes fn holomorph in D ist.
Für normal konvergente Reihen gilt folgender Umordnungssatz.
Es sei \(\displaystyle {\sum }_{n=1}^{\infty }{f}_{n}\)eine Reihe, die in D normal konvergent gegen f ist, und τ : ℕ → ℕ eine bijektive Abbildung. Dann ist auch die umgeordnete Reihe \(\displaystyle {\sum }_{n=1}^{\infty }{f}_{\tau (n)}\)normal konvergent in D gegen f.
Sind \(\displaystyle {\sum }_{n=1}^{\infty }{f}_{n}\) und \(\displaystyle {\sum }_{n=1}^{\infty }{g}_{n}\) normal konvergente Reihen in D mit Grenzfunktionen f und g, so ist offensichtlich die Summenreihe \(\displaystyle {\sum }_{n=1}^{\infty }({f}_{n}+{g}_{n})\) normal konvergent in D gegen f + g. Weiter gilt folgender Reihenproduktsatz.
Es seien \(\displaystyle {\sum }_{m=1}^{\infty }{f}_{m}\)und \(\displaystyle {\sum }_{m=1}^{\infty }{g}_{n}\)normal konvergente Reihen in D mit Grenzfunktionen f und g. Dann ist jede Produktreihe \(\displaystyle {\sum }_{k=1}^{\infty }{h}_{k}\), wobei die Folge (hk) alle Produkte fmgn genau einmal in beliebiger Reihenfolge durchläuft, normal konvergent in D gegen fg.
Die normale Konvergenz spielt auch für Reihen meromorpher Funktionen eine wichtige Rolle. Dazu sei (fn) eine Folge meromorpher Funktionen in D. Die Reihe \(\displaystyle {\sum }_{k=1}^{\infty }{f}_{n}\) heißt normal konvergent in D, falls zu jeder kompakten Menge K ⊂ D ein Index m = m(K) ∈ ℕ existiert derart, daß die Polstellenmengen P(fn) für n ≥ m disjunkt zu K sind und die Reihe \(\displaystyle {\sum }_{n=m}^{\infty }|{f}_{n}|\) auf K gleichmäßig konvergent ist. Nun gilt folgender Konvergenzsatz.
Es sei \(\displaystyle {\sum }_{n=1}^{\infty }{f}_{n}\)eine normal konvergente Reihe meromorpher Funktionen in D. Dann existiert genau eine in D meromorphe Funktion f mit folgender Eigenschaft: Ist U ⊂ D eine offene Menge und m ∈ ℕ ein Index derart, daß keine Funktion fn für n ≥ m eine Polstelle in U hat, so konvergiert die Reihe \(\displaystyle {\sum }_{n=m}^{\infty }{f}_{n}|U\)von in U holomorphen Funktionen normal in U gegen eine in U holomorphe Funktion F, und es gilt
für alle z ∈ U. Für die Polstellenmenge von f gilt
Die obigen Ergebnisse über Umordnung und Summe von Reihen gelten entsprechend auch für normal konvergente Reihen meromorpher Funktionen.
Die Reihen
sind beispielsweise normal konvergent in ℂ.
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