我无涯助你彻底解决幂级数收敛域的问题

2026-02-26 13:42:50

根据图1,首先判断级数是否缺项,那么所谓的缺项是什么意思呢?

其实就是看变量的幂是否是公差为1的等差数列。以例1来说,变量为x,当n逐渐增大时,一般项中变量x的幂的变化趋势为1,2,3,……。简单说来,就是级数一般项变量部分若符合如下形式(1),则该幂级数就是无缺项幂级数,否则为缺项幂级数:

显然,级数①是无缺项幂级数。

对于无缺项幂级数,根据相关定理先求收敛半径,具体过程如下:

根据定理,可知,级数的收敛半径为1。

收敛半径确定后,收敛区间即为(-1, 1)。

接下来考虑级数在收敛区间端点x=-1和x=1的敛散性。

不难验证,x=-1为级数的收敛点,x=1为级数的发散点,因此级数①的收敛域为[-1,1)。

在判断端点是否是收敛点时,需要用到常数项级数收敛定理和一般性质,不熟悉这块的同学要好好回顾常数项级数敛散性判断。

在级数①的基础上,稍加改变,就变成一个比较复杂的级数,如下所示:

首先判断级数②是否是缺项级数。根据小编前面所述,级数②是无缺项级数,因为级数②一般项变量部分满足形式(1)。

对级数②求收敛半径时,应把形式(1)中的φ(x)整体当作一个变量。对应于级数②,就是把x+1当作一个变量。

级数①和级数②的唯一区别是φ(x)不同。级数①φ(x)=x,收敛域为[-1,1);级数②φ(x)=x+1,收敛域应是:-1<=x+1<1,即-2<=x<0。

总结一点,就是在求幂级数收敛域时,不要呆板地认为就x一个变量,而应该把形式(1)中的φ(x)当作一个整体的变量。

例2:缺项幂级数

对于级数①进行些许改变,所得的新级数如下所示:

相信大部分人都认为这是个缺项级数。

认为级数③是缺项幂级数的,是把x当作形式(1)中的φ(x)了,此时φ(x)的幂不再是n,二是2n。这样看的话,级数③只有偶次幂,没有奇次幂,此时级数③是缺项级数。

对于缺项幂级数,采用比值审敛法求收敛区间。具体过程如下:

小编前面说过,对于级数③,大部分人都认为是缺项幂级数。其实级数③也可以视为无缺项幂级数,只需要进行如下操作,此时形式(1)中的φ(x)等于x2。然后按照无缺项幂级数求收敛域的步骤进行下去即可。

对于看完本文的同学,小编建议,把涉及到的三个幂级数放在一起,然后按照小编的思路多思考,相信幂级数的收敛域将不再成为你的困扰!返回搜狐,查看更多