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"": "1. 對冪級數學介紹
簡介
冪級數
函數項級數的概念
定義1 函數列 ,
則稱為函數項級數。
定義2取 ,則成為常數項級數,
若收斂,則稱為的收斂點;
若發散,則稱為的發散點。
定義3 函數項級數的收斂點的集合稱為其收斂域,記為D。
定義4 對於任意一點,有收斂,因而有一個確定的和,該和是關於 的函數,稱為 和函數,記為S(x)。
定義5 若用 表示 的前n項的和,
則在收斂域上有記稱為的餘項,且在收斂域上有 。
冪級數
冪級數的有關概念
定義6 具有下列形式的函數項級數
(1)稱為冪級數。
冪級數
特別地,在中令即上述形式化為
(2)稱為 的冪級數。
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取為常數項級數,如收斂,其和為
取為常數項級數,如收斂,其和為
取為和函數項級數,總收斂,其和為
對冪級數主要討論兩個問題:
(1)冪級數的收斂域 (2)將函數表示成冪級數。
冪級數的收斂域具有特別的結構
定理1:(i)如 在 收斂,則對於滿足 的一切 , 都絕對收斂;
(ii)如 在 發散,則對於滿足 的一切 , 發散。
證:(1)∵ 收斂
∴ (收斂數列必有界)
而 為幾何級數,當 即收
∴ 收 ∴ 原級數絕對收斂
(2)反證:如存在一點 使 收
則由(1) 收,矛盾。
由證明可知冪級數的收斂域為數軸上的對稱區間,因此存在非負數R,使 收斂; 發散,稱R為收斂半徑,(-R,R)為收斂區間。
冪級數的收斂域及其求法
定理2:如冪級數 係數滿足 ,
則(1收斂區間為(-R,R);
冪級數
;)∞+,∞-(為間區斂收)2(
。斂收處0=x點一在僅 數級冪)3(
。域斂收得求而從,性散斂的 論討要,定確能不性散斂的 ,時當:意注
。域斂收的數級冪列下求:1例
)3( )2( )1(
, 故 , )1(:解
足滿,數級錯交為 為數級原 ,時 當
;斂收 ∴ , ;t·n&
,散發 為數級原 ,時 當
為域斂收 ∴
。 為域斂收故 ∴ 於由)2(解
)3(解
。 ∴ 令
,時 當
為數級原
;散發 ∴
, 散發也數級 ,時 理同
域斂收∴
質性的數級冪
理定
:式公到化即,式形的和求可為化其將於等算運則四及分積次逐,導求項逐用利:數函和的數級冪求