级数收敛区域

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问题描述:

级数的收敛域计算

推荐答案

2023-10-23 21:58:03

对于函数项级数来说,其收敛域一般通过比值法进行求解,即当n→∞时,一般项的后一项与前一项的比值的绝对值的极限小于1,lim|a(n+1)/an|<1,由此可以得到|x-a|<b的形式,去掉绝对值即a-b<x<a+b。那么b称为级数的收敛半径,区间(a-b,a+b)即为该函数的收敛区间,如果要求其收敛域,则还需要将端点值x=a-b和x=a+b带入到原级数中,进行判断。举例如下,求级数n=0→∞时,∑(-3x)^n/(2n+1)的收敛域。an=(-3x)^n/(2n+1),a(n+1)=(-3x)^(n+1)/(2n+3),则n→∞时,lim|a(n+1)/an|=lim|-3x*(2n+1)/(2n+3)|=3|x|<1,得到-1/3<x<1/3,则原级数的收敛区间即(-1/3,1/3)。当x=-1/3时,带入到原级数中,则变成了∑1/(2n+1),与调和级数同阶,因此发散。当x=1/3时,带入到原级数中,则变成了∑(-1)^n/(2n+1),交错级数,且一般项单调递减,因此收敛。综上原级数的收敛域为(-1/3,1/3]

其他答案

2023-10-23 21:58:03

原式=∑x^n+∑[1/2^n]/x^n。

对∑x^n,是首项为x、公比q=x的等比级数,∴丨q丨<1,即丨x丨<1时,级数∑x^n收敛。x=±1时,∑x^n发散。∴其收敛域丨x丨<1①。

对∑[1/2^n]/x^n,ρ=lim(n→∞)丨an+1/an丨=1/2。∴收敛半径R=1/ρ=2。

又,lim((n→∞)丨un+1/un丨=丨1/x丨/R<1,∴丨1/x丨<R=2,即丨x丨>1/2。当x=±1/2时,∑[1/2^n]/x^n发散。∴其收敛域为丨x丨>1/2②。

∴级数∑[x^n+1/(2x)^n]的收敛域为①和②的交集,即{x丨-1<x<-1/2}∪{x丨1/2<x<1}。

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