大家好,我是小跳,我来为大家解答以上问题。幂级数的和函数在收敛圆内解析,幂级数的和函数很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
1、第四节 幂级数
2、教学重点:幂级数的敛散性
3、教学难点:收敛域的求法
4、教学时数:2
5、教学方法:讲练结合
6、一、 函数项级数的概念
7、定义1 函数列,
8、则称为函数项级数。
9、定义2 取,则成为常数项级数,
10、若收敛,则称为的收敛点;
11、若发散,则称为的发散点。
12、定义3 函数项级数的收敛点的集合称为其收敛域,记为D。
13、定义4 对于任意一点,有收敛,因而有一个确定的和,该和是关于的函数,称为和函数,记为S(x)。
14、定义5 若用表示的前n项的和,
15、则在收敛域上,有。
16、记,称为的余项,且在收敛域上有。
17、二、 幂级数
18、1.幂级数的有关概念
19、定义6 具有下列形式的函数项级数
20、(1)称为幂级数。
21、特别地,在中,令 , 即上述形式化为
22、(2),称为的幂级数。
23、取 为常数项级数,如收敛,其和为
24、 为常数项级数,如收敛,其和为
25、 为和函数 ,,总收敛
26、对幂级数主要讨论两个问题:
27、(1)幂级数的收敛域 (2)将函数表示成幂级数。
28、幂级数的收敛域具有特别的结构
29、定理1:(i)如在 收敛,则对于满足的一切, 都绝对收敛;
30、 (ii)如在发散,则对于满足的一切, 发散。
31、证:(1)∵ 收敛
32、 ∴ (收敛数列必有界)
33、而
34、为几何级数,当即 收
35、∴ 收 ∴ 原级数绝对收敛
36、 (2)反证:如存在一点 使 收
37、则由(1) 收,矛盾。
38、由证明可知幂级数的收敛域为数轴上的对称区间,因此存在非负数R,使收敛;发散,称R为收敛半径,(-R,R)为收敛区间。
39、2.幂级数的收敛域及其求法
40、定理2:如幂级数系数满足 ,
41、则(1) , ,收敛区间为(-R,R);
42、 (2), ,收敛区间为(-∞,+∞);
43、 (3) , ,幂级数仅在一点x=0处收敛。
44、注意:当 时,的敛散性不能确定,要讨论的敛散性,
45、 从而求得收敛域。
46、例1:求下列幂级数的收敛域。
47、(1) (2) (3)
48、解:(1), 故,
49、当时, 原级数为 为交错级数,满足
50、¬ , ∴ 收敛;
51、当时, 原级数为 发散,
52、∴ 收敛域为
53、解(2)由于 ∴
54、故收敛域为。
55、解(3)
56、令 ∴ 。
57、当时,
58、原级数为
59、∴ 发散;
60、同理 时, 级数也发散 ,
61、∴收敛域
62、三、 幂级数的性质
63、定理3
64、定理
65、求幂级数的和函数:利用逐项求导,逐次积分及四则运算等于将其化为可求和的形式,即化到公式:
本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。