serie di funzioni
serie di funzioni serie i cui termini sono funzioni reali o complesse tutte definite in uno stesso insieme di un conveniente spazio complesso o reale. Limitandosi al caso di funzioni di una variabile reale, è una serie del tipo
formula
dove le funzioni ƒn(x) sono definite in uno stesso insieme D ⊆ R. Fissato x, si ha una serie numerica; i valori di x per cui tale serie converge formano l’insieme di convergenza puntuale E0 ⊆ D della serie di funzioni. È possibile anche considerare l’insieme E ⊆ E0 di convergenza uniforme (→ convergenza). Sotto opportune ipotesi è possibile estendere alle serie di funzioni le usuali proprietà analitiche delle somme; in particolare si hanno teoremi di passaggio al limite, di derivazione e di integrazione per serie.
Precisamente, detta ƒ(x) la somma della serie (uniformemente convergente), se x0 (che può anche essere ∞) è un punto di accumulazione di E ed esistono finiti i limiti
formula
e se la serie numerica
converge, detta 1 la sua somma, risulta
formula
Senza la uniforme convergenza la tesi può non sussistere, per esempio:
formula
Se le funzioni ƒn(x) sono derivabili e se anche la serie delle derivate converge uniformemente in E, la somma ƒ(x) è derivabile e risulta
formula
Infine, se [x0, x] ⊆ E, si ha:
Va osservato peraltro che per l’integrazione l’ipotesi di uniforme convergenza è eccessiva (si veda il concetto di convergenza dominata di Lebesgue in → Lebesgue, integrale di).