请问在幂级数的性质中,什么情况下幂级数的性质外部的式子或符号可以放到幂级数的性质里面去,什么情况下可以提出来?

高等数学A第4章无穷级数4.3幂级数的性质4.3.3幂级数的性质的

运算性质4.3.4幂级数的性质和函数的性质中南大学开放式精品示范课堂高等数学建设组4.3幂级数的性质幂级数的性质及和函數的运算加减法4.3.3幂级数的性质的运算性质

cna0bna1bn1anb0)除法naxnnbxnn0n0cnx.(收敛域内bnxn0)nn0n0(相除后的收敛区间比原来两级数的收敛区间小得多)二、幂级数的性质的和函数的性質连幂级数的性质naxn的和函数s(x)在收敛区间n0续性(R,R)内连续.且幂级数的性质在区间端点收敛时和

函数在该区间端点连续.即幂级数的性质的收敛区間为闭区间时,和函数的连续区间也是该闭区间.可幂级数的性质anxn的和函数s(x)在收敛区间n0导性(R,R)内可导,并可逐项求导任意次.n1即s(x)

* 教学目的:理解幂级数的性质的概念和性质 掌握泰勒级数展开方法 教学重点:幂级数的性质性质,函数展开成 泰勒级数 教学难点:一般级数求和 第四讲 幂级数的性质 主視图 函数项级数 幂级数的性质 收敛域 运算 加减运算 微分运算 积分运算 函数展开 收敛半径 泰勒级数 麦克劳林基数 直接展开 间接展开 函数项级數 给定一个无穷函数列 un(x)称为级数的一般项或通项. 称为级数的部分和函数数列 有极限称级数 在x=x0收敛,否则,称级数在x=x0发散 称为 {un(x)}的函数项级数 ,简稱为{un(x)}的级数 全部收敛点的集合称为级数的收敛域 称为级数的和函数 回主视图 形如 的函数项级数称为 的幂级数的性质,其中 称为幂级数的性质的系数. 当 时 称为x的幂级数的性质 幂级数的性质 回主视图 令 则 收敛半径 的x是变量,故可以视为任意项级数来判定 考察 (1)若 则 则 发散 绝对收斂 收敛性不确定 则 发散,但 令 (2)若 (3)若 称R为幂级数的性质的收敛半径 例1 求幂级数的性质 的收敛域. 解 收敛半径 收敛区间为(-11) . 当 时, 级数荿为交错级数 收敛; 级数成为 ,发散. 所以该级数的收敛域为 . 解 收敛半径 当 时 收敛域为 ,即级数仅在 处收敛. 的收敛域. 例2 求幂级數的性质 例题 所以该级数的收敛域为 . 解 收敛半径 例4 求幂级数的性质 的收敛域. 因为 ,上述级数变为t的幂级数的性质 解 令 因此 的收敛區间为(-22). 当 时,级数成为 发散; 调和级数 当 时,级数成为交错级数 收敛. 从而原级数的收敛域为 . 的收敛域为 , 所以级数 的收敛域. 例3 求幂级数的性质 例题 解 幂级数的性质缺少偶数次幂的项不属于级数(9-13)的标准形 式,因此不能直接用公式(9-14)求收敛半径这时可以根據 比值审敛法求其收敛半径: 当 时, 所给级数绝对收敛; 当 时所给级数发散. . 则幂级数的性质的收敛半径 的收敛半径. 例5 求幂级数嘚性质 例题 回主视图 两收敛的幂级数的性质在公共的收敛区间 幂级数的性质的加法 幂级数的性质在收敛区间内可以逐项求导,求导后所得冪级数的性质的收 敛半径不变其和函数为原级数的和函数的导数. 微分运算 幂级数的性质在收敛区间内可以逐项积分,积分后所得幂级數的性质的 收敛半径不变其和函数为原级数的和函数在相应区间上 的积分. 积分运算 例6 求幂级数的性质 的和函数. 解 设和函数为 ,即 两端求导并注意到 可得 上式两端从 0 到 x 积分,得 由于 .又当 时 收敛,所以 例题 上式中令x = 1得 例7 求幂级数的性质 的和函数,并求级数 嘚和. 则 解 设和函数为 , 上式两端从 0 到 x 积分,得 , 由于 .又当 两端求导得 收敛,所以 例题 在 的某 若函数 邻域内具有直到 阶导数, 泰勒级数 嘚n阶泰勒 公式 则在该邻域内 如果 在点 数则 在该邻域内能展开成泰勒级数的充分必要条件是 的某邻域 定理 设函数 在点 内具有各阶导 的泰勒公式的余项 当 时趋于零,即 在 内能展开为泰勒级数即 证 必要性 设 对一切 成立.我们把n阶泰勒公式写成 其中 项之和,因此 的前 因此条件是必要的. 充分性 设 则有 证明 内收敛并且收敛于 . 即 的泰勒级数在 因此条件是充分的. 回主视图 称为函数 的麦克劳林级数. 麦克劳林级數 回主视图 Ⅰ. 直接展开法 ,如果在 处某阶 并求出收敛半径R. 第二步 写出幂级数的性质 导数不存在,就停止进行. 及 第一步 求 的极限洳果 第三步 考察当 x 在区间 函数展开 如果极限不为0,则上面第二步求得的幂级数的性质不收敛于 . 则函数 在 内幂级数的性质展开式为 对于任何囿限的数 例1 将函数 展开成 x 的幂级数的性质. .于是得级数 ,余项的绝对值为 而 解 因为 例题 因为 有限,而 是收敛级数 的一般项则 时, .于是得展开式 *

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