Uniform Convergence Practice Quiz with a Step-by-Step Interactive Lesson
Use the question set below to practice uniform convergence: the difference between pointwise and uniform limits, the sup-norm condition \(\sup_{x\in E}|f_n(x)-f(x)|\to0\), examples such as \(x/n\), \(x^n\), and \(x/(n+x)\), the uniform Cauchy criterion, the Weierstrass M-test for function series, preservation of continuity, boundedness, nonnegativity, and shared Lipschitz constants, exchanging limits with integrals on bounded intervals, and the extra hypotheses needed for derivatives. If you want a refresher, open the lesson for short examples and quick checks.
How this uniform convergence practice works
- 1. Take the practice set: answer questions about uniform error, examples, series tests, and limit-interchange theorems.
- 2. Open the lesson: review definitions, recognition tests, worked examples, and single-answer checks.
- 3. Retry: return to the question set and decide which estimate or theorem applies to each problem.
What you will learn in the uniform convergence lesson
Definition and sup norm
- Uniform convergence: one \(N\) works for every point of the domain
- Sup-norm test: \(\|f_n-f\|_\infty=\sup_{x\in E}|f_n(x)-f(x)|\to0\)
- Pointwise convergence lets \(N\) depend on \(x\); uniform convergence does not
Standard examples
- \(x/n\) is uniform on \([0,1]\) but not on \([0,\infty)\)
- \(x^n\to0\) uniformly on \([0,a]\) for \(0<a<1\), but not on \([0,1]\)
- Endpoint behavior and unbounded domains are common sources of failure
Series and Cauchy tests
- Uniform Cauchy: control \(\sup_x|f_n(x)-f_m(x)|\) for all large \(m,n\)
- Weierstrass M-test: compare \(|u_n(x)|\) with a summable numerical sequence
- Uniform convergence of a series forces its terms to go uniformly to \(0\)
Limit-interchange theorems
- Uniform limits of continuous functions are continuous
- Uniform convergence on \([a,b]\) allows \(\lim\int f_n=\int\lim f_n\)
- If every \(f_n\) is Lipschitz with the same constant \(L\), then the limit is also Lipschitz with constant \(L\)
Practice set
Jednostajna zbieżność practice questions with instant score
Answer all 10 questions below, then get your final score and a mistake review at the end so you know exactly what to improve.
Jednostajna zbieżność \(f_n\to f\) oznacza:
Correct answer: B. \(\sup_x |f_n(x)-f(x)|\to0\)
Explanation: To samo oszacowanie błędu musi działać dla wszystkich punktów dziedziny.
Czy \(f_n(x)=x/n\) zbiega jednostajnie do \(0\) na \([0,1]\)?
Correct answer: D. Tak
Explanation: Największy błąd wynosi \(1/n\), a więc dąży do \(0\).
Czy \(f_n(x)=x^n\) zbiega jednostajnie na \([0,1]\)?
Correct answer: C. Nie
Explanation: Granica punktowa jest nieciągła, podczas gdy każde \(x^n\) jest ciągłe.
Jednostajna granica funkcji ciągłych jest:
Correct answer: D. Ciągła
Explanation: Zbieżność jednostajna zachowuje ciągłość.
Czy \(f_n(x)=1/n\) zbiega jednostajnie do \(0\) na \(\mathbb{R}\)?
Correct answer: A. Tak
Explanation: Błąd wynosi \(1/n\) wszędzie, więc kres górny dąży do \(0\).
W zbieżności jednostajnej liczba całkowita \(N\) może zależeć od:
Correct answer: D. Od tolerancji błędu \(\varepsilon\), a nie od \(x\)
Explanation: Zbieżność jednostajna pozwala, aby \(N\) zależało od błędu, ale nie od punktu \(x\).
Co dowodzi test Weierstrassa M?
Correct answer: B. Jednostajna zbieżność szeregu funkcyjnego
Explanation: Jeśli \(|f_n|\le M_n\) oraz \(\sum M_n\) jest zbieżny, to \(\sum f_n\) jest zbieżny jednostajnie.
Czy \(x^n\) zbiega jednostajnie do \(0\) na \([0,1/2]\)?
Correct answer: A. Tak
Explanation: Największa wartość wynosi \((1/2)^n\), a więc dąży do \(0\).
Zbieżność jednostajna na \([a,b]\) pozwala przenosić granice przez:
Correct answer: A. Całki oznaczone
Explanation: Zbieżność jednostajna jest wystarczająco silna, aby zamieniać granicę i całkę na przedziale zwartym.
Która wielkość naturalnie mierzy błąd jednostajny?
Correct answer: C. \(\sup_x |f_n(x)-f(x)|\)
Explanation: Błąd jednostajny jest kontrolowany przez normę supremum różnicy.
Result
Your score: 0 / 10
Review your result below.

