第十單元 無(wú)窮級(jí)數(shù).doc
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第十單元 無(wú)窮級(jí)數(shù) 一、無(wú)窮級(jí)數(shù)的概念與性質(zhì) 1、無(wú)窮級(jí)數(shù):,簡(jiǎn)稱(chēng)級(jí)數(shù)。其中un稱(chēng)為通項(xiàng),也叫一般項(xiàng)。 為級(jí)數(shù)的前n項(xiàng)的部分和。 收斂:存在,且稱(chēng)為級(jí)數(shù)的和。 發(fā)散:不存在。 數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù):中的每項(xiàng)un均為常數(shù)。 函數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù):中的項(xiàng)un不全為常數(shù)。 2、基本性質(zhì) 性質(zhì)1、若收斂于S,則收斂于kS; 若發(fā)散,k≠0,則也發(fā)散。 性質(zhì)2、若與皆收斂,則也收斂。 性質(zhì)3、在前面部分去掉或添上有限項(xiàng),不改變級(jí)數(shù)的收斂性。 性質(zhì)4、收斂級(jí)數(shù)加括號(hào)后所得的級(jí)數(shù)仍收斂于原級(jí)數(shù)的和。 性質(zhì)5、(收斂的必要條件)若收斂,則必有。 說(shuō)明:并不能保證一定收斂。 推論:,則必定發(fā)散。 三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)數(shù): (1) 等比級(jí)數(shù): (2) p—級(jí)數(shù): (3) 調(diào)和級(jí)數(shù): 例1 若級(jí)數(shù)收斂,記,則( B ) 例2 若級(jí)數(shù)收斂,則下列級(jí)數(shù)不收斂的是( B ) 例3 判定的收斂性。 解:因 所以,收斂,且收斂于。 二、正項(xiàng)級(jí)數(shù) 1、定義:若中的每一項(xiàng)un≥0,(n=1,2,…)則稱(chēng)為正項(xiàng)級(jí)數(shù)。 2、比較判別法(審斂法) 若與皆為正項(xiàng)級(jí)數(shù),且0≤un≤vn(n=1,2,…),則 (1) 當(dāng)收斂時(shí),必收斂; (大斂小必?cái)浚? (2) 當(dāng)發(fā)散時(shí),必發(fā)散; (小散大必散) 3、比值判別法 設(shè)為正項(xiàng)級(jí)數(shù),且,則 (1) 當(dāng)ρ<1時(shí),收斂; (2) 當(dāng)ρ>1時(shí),發(fā)散; (3) 當(dāng)ρ=1時(shí),此法失效。 說(shuō)明:(1)un中含n!時(shí),用比值法較為方便; (2)利用比較法時(shí),要先有個(gè)初步估計(jì),然后選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)數(shù)與之比較。 4、極限形式的比較判別法 設(shè)與皆為正項(xiàng)級(jí)數(shù),且,則與的收斂性相同。 例1 設(shè)與都是非功過(guò)正項(xiàng)級(jí)數(shù),且un≤vn(n=1,2,…),則下列命題正確的是 ( D ) 例2 判定級(jí)數(shù)的收斂性。 解:因 所以級(jí)數(shù)發(fā)散。 (推論) 例3 判定的收斂性。 解:因 所以收斂。 例4判定級(jí)數(shù)(a>0,a≠e)的收斂性。 解: 故當(dāng)a>e時(shí),收斂; 00)的級(jí)數(shù)稱(chēng)為交錯(cuò)級(jí)數(shù)。 (2)萊布尼茲定理:若交錯(cuò)級(jí)數(shù)(其中un>0,n=1,2…)滿(mǎn)足① un >un+1,n=k,k+1,…,②, 則必定收斂,且其和S≤u1,余項(xiàng)的絕對(duì)值。 (3)萊布尼茲級(jí)數(shù) ,該級(jí)數(shù)為收斂級(jí)數(shù)。(可作為公式使用) 四、絕對(duì)收斂與條件收斂 1、絕對(duì)收斂:若收斂,則必收斂,此時(shí)稱(chēng)絕對(duì)收斂。 2、條件收斂:若收斂,而發(fā)散,此時(shí)稱(chēng)條件收斂。 3、交錯(cuò)級(jí)數(shù)判斂的一般步驟: ①先判定的收斂,若收斂,則絕對(duì)收斂。 ②若發(fā)散,再考察的收斂性,如果收斂,則為條件收斂。 例1 當(dāng)滿(mǎn)足下列條件( D )時(shí),收斂。 收斂 例2 下列級(jí)數(shù)中條件收斂的級(jí)數(shù)是( C ) 說(shuō)明:A、B的通項(xiàng)的極限不為零;D絕對(duì)收斂。 例3 級(jí)數(shù)是( A ) A、絕對(duì)收斂 B、條件收斂 C、發(fā)散 D、收斂性不能判定 說(shuō)明:取絕對(duì)值后為的正項(xiàng)p級(jí)數(shù),故絕對(duì)收斂。 例4 判定級(jí)數(shù)的斂散性。 解:所給級(jí)數(shù)為交錯(cuò)級(jí)數(shù),,且滿(mǎn)足, 所以,由萊布尼茲定理可知:收斂。 例5 研究級(jí)數(shù)的收斂性,其中常數(shù)a>0。 解:記,則,從而知為p級(jí)數(shù),且 當(dāng)a>1時(shí),收斂,故絕對(duì)收斂; 當(dāng)01時(shí),絕對(duì)收斂; 當(dāng)0R時(shí), 發(fā)散; 當(dāng)︱x︱=R時(shí), 可能收斂也可能發(fā)散.。 則稱(chēng)R為的收斂半徑,(-R,+R)為的收斂區(qū)間。 說(shuō)明:在收斂區(qū)間(-R,+R)內(nèi),絕對(duì)收斂,兩端點(diǎn)處需另外討論,不作要求。 六、收斂半徑的求法 1、對(duì)于不缺項(xiàng)的冪級(jí)數(shù) 設(shè)冪級(jí)數(shù)的系數(shù)有,則 (1) 當(dāng)0<ρ<+∞時(shí),有; (2) 當(dāng)ρ=0時(shí),定義R=+∞; (3) 當(dāng)ρ=+∞時(shí),定義R=0。 2、對(duì)于缺項(xiàng)的冪級(jí)數(shù),例如 令,考察 則當(dāng)ρx2<1,即時(shí),級(jí)數(shù)收斂,可知 (1) 當(dāng)0<ρ<+∞時(shí),; (2) 當(dāng)ρ=0時(shí),定義R=+∞; (3) 當(dāng)ρ=+∞時(shí),定義R=0。 例1 設(shè)冪級(jí)數(shù)在x=2處收斂,則該級(jí)數(shù)在x=-1處必定( C ) A、 發(fā)散 B、條件收斂 C、絕對(duì)收斂 D、斂散性不能確定 例2冪級(jí)數(shù)的收斂半徑為( 1 ) 解:該級(jí)數(shù)為不缺項(xiàng)的冪級(jí)數(shù),故 所以收斂半徑: 例3 求的收斂半徑、收斂區(qū)間。 解:該級(jí)數(shù)為不缺項(xiàng)的冪級(jí)數(shù),故 所以收斂半徑:,收斂區(qū)間為(-∞,+∞)。 例4求的收斂半徑、收斂區(qū)間。 解:該級(jí)數(shù)為不缺項(xiàng)的冪級(jí)數(shù),故 所以收斂半徑:,收斂區(qū)間為(-3,3]。 例5 求的收斂半徑、收斂區(qū)間。 解:該級(jí)數(shù)為不缺項(xiàng)的冪級(jí)數(shù),故 所以收斂半徑:,所以?xún)H在x=0處收斂。 例6 求冪級(jí)數(shù)的收斂半徑與收斂區(qū)間。 解:該級(jí)數(shù)為不缺項(xiàng)的冪級(jí)數(shù),故 所以收斂半徑:,收斂區(qū)間為(-1,1)。 例7求的收斂區(qū)間。 (x-x0)型 解:令t=x-1,級(jí)數(shù)變?yōu)? 因 所以R=2,即-2- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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