Convergence simple
Définition. Soit (fn) une suite de fonctions de A⊂R dans R. On dit que (fn) converge simplement vers f:A→R si :
∀x∈A,n→+∞limfn(x)=f(x)
Autrement dit, pour chaque x fixe, la suite numérique (fn(x)) converge vers f(x).
Convergence uniforme
Définition. On dit que (fn) converge uniformément vers f sur A si :
n→+∞limx∈Asup∣fn(x)−f(x)∣=0
Équivalemment :
∀ε>0,∃N∈N,∀n≥N,∀x∈A,∣fn(x)−f(x)∣<ε Remarque. La convergence uniforme implique la convergence simple (la réciproque est fausse).
Critère pratique
Pour montrer la convergence uniforme, on calcule :
∥fn−f∥∞=x∈Asup∣fn(x)−f(x)∣ et on montre que cette quantite 0.
Exemple fondamental
Soit fn(x)=xn sur [0,1].
- Convergence simple vers f(x)={01si x∈[0,1[si x=1
- Pas de convergence uniforme sur [0,1] car supx∈[0,1]∣xn−f(x)∣=1 pour tout n.
- Convergence uniforme sur [0,a] pour tout 0<a<1 : supx∈[0,a]xn=an→0.