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幂级数的和函数在收敛圆内解析(幂级数的和函数)

顾山超   来源:

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。