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冪級數(shù)
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函數(shù)項(xiàng)級數(shù)的概念 定義1 函數(shù)列,則稱為函數(shù)項(xiàng)級數(shù)。定義2取,則成為常數(shù)項(xiàng)級數(shù),若收斂,則稱為的收斂點(diǎn);若發(fā)散,則稱為的發(fā)散點(diǎn)。

定義3 函數(shù)項(xiàng)級數(shù)的收斂點(diǎn)的集合稱為其收斂域,記為D。定義4 對于任意一點(diǎn),有收斂,因而有一個(gè)確定的和,該和是關(guān)于 的函數(shù),稱為 和函數(shù),記為S(x)。

定義5 若用 表示 的前n項(xiàng)的和,則在收斂域上有記稱為的余項(xiàng),且在收斂域上有。則在收斂域上有記稱為的余項(xiàng),且在收斂域上有。

相關(guān)內(nèi)容

簡介

函數(shù)項(xiàng)級數(shù)的概念

定義1

設(shè)函數(shù)列都在區(qū)域I上有定義,則表達(dá)式

稱為定義在I上的函數(shù)項(xiàng)級數(shù)。

定義2

取x0屬于I,則函數(shù)項(xiàng)級數(shù)則稱為常數(shù)項(xiàng)級數(shù)。

若該常數(shù)項(xiàng)級數(shù)收斂,則稱x0為的收斂點(diǎn);

若該常數(shù)項(xiàng)級數(shù)發(fā)散,則稱x0為的發(fā)散點(diǎn)。

定義3

函數(shù)項(xiàng)級數(shù)的收斂點(diǎn)全體的集合稱為其收斂域,發(fā)散點(diǎn)全體的集合稱為其發(fā)散域。

定義4

對于任意一點(diǎn)x,級數(shù)所確定的和應(yīng)該是x的函數(shù),記作:

(x屬于I).

s(x)稱為定義在I上的和函數(shù)。

定義5

若用表示函數(shù)項(xiàng)級數(shù)的前n項(xiàng)的和,

則在收斂域上有稱為余項(xiàng)。

概念

冪級數(shù)的有關(guān)概念

定義6 具有下列形式的函數(shù)項(xiàng)級數(shù)

(1)稱為冪級數(shù)。

特別地,在中令即上述形式化為

(2)稱為 的冪級數(shù)。

取為常數(shù)項(xiàng)級數(shù),如收斂,其和為

取為常數(shù)項(xiàng)級數(shù),如收斂,其和為

取為和函數(shù)項(xiàng)級數(shù),總收斂,其和為

對冪級數(shù)主要討論兩個(gè)問題:

(1)冪級數(shù)的收斂域(2)將函數(shù)表示成冪級數(shù)。

冪級數(shù)的收斂域具有特別的結(jié)構(gòu)

定理1:(i)如 在 收斂,則對于滿足 的一切,都絕對收斂

(ii)如 在 發(fā)散,則對于滿足 的一切,發(fā)散。

證:(1)∵ 收斂

∴ (收斂數(shù)列必有界)

而 為幾何級數(shù),當(dāng) 即收

∴ 收 ∴ 原級數(shù)絕對收斂

(2)反證:如存在一點(diǎn) 使 收

則由(1)收,矛盾。

由證明可知冪級數(shù)的收斂域?yàn)閿?shù)軸上的對稱區(qū)間,因此存在非負(fù)數(shù)R,使 收斂;發(fā)散,稱R為收斂半徑,(-R,R)為收斂區(qū)間。

冪級數(shù)的收斂域及其求法

定理2:如冪級數(shù) 系數(shù)滿足,

則(1收斂區(qū)間為(-R,R);

(2)收斂區(qū)間為(-∞,+∞);

(3)冪級數(shù) 僅在一點(diǎn)x=0處收斂。

注意:當(dāng)時(shí),的斂散性不能確定,要討論 的斂散性,從而求得收斂域。

例1:求下列冪級數(shù)的收斂域。

(1) (2) (3)

解:(1) ,故,

當(dāng) 時(shí),原級數(shù)為 為交錯(cuò)級數(shù),滿足

? , ∴ 收斂;

當(dāng) 時(shí),原級數(shù)為 發(fā)散,

∴ 收斂域?yàn)?/p>

解(2)由于 ∴ 故收斂域?yàn)椤?/p>

解(3)

令 ∴ 。

當(dāng) 時(shí),

原級數(shù)為

∴ 發(fā)散;

同理 時(shí),級數(shù)也發(fā)散,

∴收斂域

冪級數(shù)的性質(zhì)

定理

求冪級數(shù)的和函數(shù):利用逐項(xiàng)求導(dǎo),逐次積分及四則運(yùn)算等于將其化為可求和的形式,即化到公式:

和函數(shù)

若對冪級數(shù)中的每一個(gè)x都有,則稱S(x)為冪級數(shù)的和函數(shù)。

參考資料 >

生活家百科家居網(wǎng)