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同济-高等数学-第三版(10.3) 第三节 幂级数.ppt

发布:2017-01-25约9.15千字共67页下载文档
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例:求下列幂级数的收敛域 幂级数收敛域的理论和方法是 按其标准形式叙述的,为求给定幂级数 的收敛域应先将其化为标准形式。 对标准形式幂级数的讨论应分两步 求解,即先由半径定理确定幂级数收敛 半径,再讨论收敛区间端点的敛散性。 对缺项的幂级数,通常宜直接按数项级数敛散性判 别法确定其收敛域。 对此标准形式的不缺项的幂级数,可直接由半径公 式确定其收敛半径。 由半径定理求得收敛半径为 R = 1/? = 2 ,从而给定 幂级数至少在区间(-2,2 )内收敛。 先确定收半径再讨论端点处的敛散性 确定收敛半径 确定幂级数在区间端点处的敛散性 在点 x = - 2 处,给定幂级数化为 发散。 在点 x = 2 处,给定幂级数化为 收敛。 于是求得给定幂级数 的收敛域为 I =( -2,2 ]. 对此非标准型幂级数,应先将其化为标准形式, 再由半径公式确定其收敛半径。 令: t = x + 1,给定幂级数化为标准形式有 对此标准形式的不缺项的幂级数,方可按半径公 式确定收敛半径。 化为标准形式的幂级数讨论 化给定幂级数为标准形式 确定收敛半径 由半径定理求得收敛半径为 R = 1/? = 1/3 ,从而新 幂级数 至少在区间 内收敛。 确定幂级数在区间端点处的敛散性 在点 t = -1/3 处,所论幂级数化为 由于上式两级数均收敛,故级数 收敛。 在点 t = 1/3 处,所论幂级数化为 由于级数 发散,而级数 收敛, 故级数 发散。 于是求得幂级数 的收敛域为 由于当 时, 故求得原幂级数 的收敛域为 回归直接根据比值判别法确定收敛域 该幂级数缺项,即 此时 无意义,不能直接由半径公式确定其收 敛半径。对于这种情形应考虑回归幂级数收敛域的本质 特性,即通过阿贝定理确定幂级数的收敛半径。 确定收敛半径 当 ? x ?2/3 1,即 ? x ? 时,幂级数绝对收敛。 当 ? x ?2/3 1,即 ? x ? 时,幂级数发散。 因此幂级数 至少在 内收敛。 在点 处,幂级数化为 在点 处,幂级数化为 于是求得幂级数收敛域为 确定幂级数在区间端点处的敛散性 ,发散。 ,发散。 化为标准形式的幂级数讨论 这是个广义幂级数,应先将其化为标准形式的幂级 数再讨论其收敛域。 ,给定级数化为 此幂级数不缺项,可直接由半径公式确定其收敛半径。 求得其收敛半径为 R = 1 /? = 1,因此新幂级数至少 在区间( -1,1 )内收敛。 确定收敛半径 确定幂级数在区间端点处的敛散性 在点 t = -1 处,新幂级数化为 由交错级数的判别法知,该级数收敛。 在点 t = 1 处,新幂级数化为 由调和级数的发散性知,该级数发散。 由上讨论求得新幂级数 的收敛域为 It = [ -1,1 ). 解不等式确定原幂级数的收敛域 由代换 t = 1 - x /1+ x 及 t ? It =[ -1,1 )确定原幂级数 关于 x 的收敛域。 解得 x 0 . 求得原幂级数        收敛域为 I x =( 0 ,+ ? ). (1) 幂
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