幂级数求收敛半径,详细过程

更新时间:2026-01-03 15:01:30
最佳答案

幂级数求收敛半径,可以通过以下步骤详细进行:

1. 确定幂级数的一般项:首先,观察幂级数的一般项形式,通常表示为 \( a_n x^n \),其中 \( a_n \) 是系数,\( x \) 是变量。

2. 应用比值判别法:使用比值判别法,即计算极限 \( L = \lim_{n \to \infty} \left| \frac{a_{n+1}}{a_n} \right| \)。这个极限的值可以用来确定收敛半径。

3. 计算收敛半径:根据比值判别法,收敛半径 \( R \) 由以下公式给出:
\[
R = \frac{1}{L}
\]
如果 \( L < 1 \),则级数在 \( |x| < \frac{1}{L} \) 的区间内收敛;如果 \( L = 1 \),则需要进一步分析。

4. 检查端点收敛性:在得到收敛半径后,还需要检查端点 \( x = -R \) 和 \( x = R \) 处的级数是否收敛。这通常需要使用其他收敛判别法,如交错级数判别法或根值判别法。

5. 总结收敛区间:最后,根据上述步骤得到的收敛半径和端点收敛性,确定幂级数的收敛区间。

举例说明:

假设我们有一个幂级数 \( \sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^n}{n^2} \)。

- 一般项为 \( a_n = \frac{1}{n^2} \)。
- 计算比值极限 \( L = \lim_{n \to \infty} \left| \frac{\frac{1}{(n+1)^2}}{\frac{1}{n^2}} \right| = \lim_{n \to \infty} \left| \frac{n^2}{(n+1)^2} \right| = 1 \)。
- 因此,收敛半径 \( R = \frac{1}{L} = 1 \)。
- 检查端点 \( x = -1 \) 和 \( x = 1 \) 的收敛性,可以发现这两个端点处的级数都是收敛的。
- 所以,幂级数的收敛区间是 \( [-1, 1] \)。

【考研刷题通】——你的考研刷题利器!涵盖政治、英语、数学等全部考研科目,助你高效备考,轻松过线!立即体验,开启你的考研刷题之旅!📚📈🎓

相关推荐

CopyRight © 2020-2025 考研攻略网 -考研各个学科复习攻略资料分享平台.网站地图 All rights reserved.

桂ICP备2022010597号-11 站务邮箱:newmikke@163.com

页面耗时0.0382秒, 内存占用1.55 MB, 访问数据库12次