完備系

完備系(complete system)是具有某種完備性質的函式系。函式係為完備系的充分必要條件是:任意一個平方可積函式的傅立葉級數均值收斂於它本身。例如:定義在[-π,π]上的基本三角函式系是完備系。

定義

設有函式系

完備系 完備系
完備系 完備系
完備系 完備系

如果對於任意一個平方可積函式,其按函式系(1)式展開的傅立葉級數為,如果總能使貝塞爾不等式中的等號成立,即

完備系 完備系

則稱此函式系(1)為 完備系,(2)式稱為此函式系的 完備條件,也稱為帕色伐等式。

舉例

完備系 完備系

定義在上的基本三角函式系

完備系 完備系

是完備系。

重要定理

對於完備系,可以得到以下重要推論。

完備系 完備系

定理1 如果函式系(1)是完備系,則不會有不恆為零且與此函式系中所有函式正交的連續函式存在。

注 順便提及,有一些書中把本定理的結論作為完備系的定義,而把等式(2)式稱為 封閉方程

完備系 完備系
完備系 完備系
完備系 完備系
完備系 完備系

定理2 設和都是平方可積函式,其按函式系(1)式展開的傅立葉級數分別為和,若已知函式系(1)是完備系,則有

完備系 完備系
完備系 完備系

定理3函式系(1)為完備系的充分必要條件:對任意一個平方可積函式,下列等式成立:

完備系 完備系
完備系 完備系

注 本定理可以敘述為:函式系(1)為完備系的充分必要條件是:任意一個平方可積函式的傅立葉級數均值收斂於它本身。

判斷準則

完備系 完備系
完備系 完備系
完備系 完備系

完備系的判斷準則:如果對於在上連續的一切函式,對任意的,都存在多項式

完備系 完備系

使

完備系 完備系

成立,則系(1)是完備的。

事件的完備性

完備系 完備系
完備系 完備系

假定我們有這樣的(任意數)個事件,在每個單一作業中必定出現這些事件中的一個,而且只有一個,我們商定這樣一組事件叫做 完備系。很顯然,任何一對對立事件都會構成完備系。

註:構成完備系的事件的機率之和為1.

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