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常数项级数及性质、收敛与发散判定

【摘要】:知识要点一、常数项级数1.主要概念:常数项级数、收敛、发散、部分和.2.常数项级数的性质:级数收敛的必要条件是级数与其倍乘级数敛散性相同.收敛级数的和差级数也收敛.增减有限项不改变级数的敛散性.收敛级数任意加括号仍收敛,反之不然.3.常数项级数敛散性的判定:判定正项级数的敛散性.①若,则级数必定发散.②利用比值审敛法判定正项级数的敛散性.若un中含有n!

知识要点

一、常数项级数

1.主要概念:常数项级数、收敛、发散、部分和.

2.常数项级数的性质:

(1)级数收敛的必要条件是

(2)级数与其倍乘级数敛散性相同.

(3)收敛级数的和差级数也收敛.

(4)增减有限项不改变级数的敛散性.

(5)收敛级数任意加括号仍收敛,反之不然.

3.常数项级数敛散性的判定:

(1)判定正项级数的敛散性.

①若,则级数必定发散.

②利用比值审敛法判定正项级数的敛散性.

若un中含有n!,nn,an等因子时,选用比值审敛法比较简便.若,则改用比较审敛法.

③利用比较审敛法判定正项级数的敛散性.

正项级数的比较法需要用已知敛散性的级数作比较,常用的参考级数有:等比级数(几何级数),其中a≠0;p级数,其中常数p>0以及调和级数.必须熟悉上述级数的敛散性.

(2)利用莱布尼兹定理判定交错级数的敛散性.

(3)判定级数绝对收敛与条件收敛.

若级数收敛,则级数必定收敛,称为绝对收敛.

若级数发散,而级数收敛,则称级数条件收敛.(www.chuimin.cn)

二、幂级数

1.主要概念:幂级数、收敛半径、收敛区间、收敛域.

2.求幂级数的收敛半径和收敛区间.

(1)不缺项情形,如,若设,则:

①当0<ρ<+∞时,收敛半径,收敛区间为(-R,R).

②当ρ=0时,收敛半径R=+∞,收敛区间为(-∞,+∞).

③当ρ=+∞时,收敛半径R=0,级数仅在x=0点收敛.

(2)缺项情形,如,只需将后项与前项绝对值相比,取极限.若设

则当ρx2<1时,原级数绝对收敛;当ρx2>1时,原级数发散.

若ρ≠0,则收敛半径,收敛区间为(-R,R);当ρ=0时,收敛半径R=+∞,收敛区间为(-∞,+∞);当ρ=+∞时,收敛半径R=0,级数仅在x=0点收敛.

在解题时,若仅求收敛区间,可以不讨论端点;若求收敛域,必须讨论端点处的敛散性.

3.求幂级数的和函数.

求幂级数的和函数主要是利用幂级数的运算性质,对级数进行逐项求导或逐项积分等分析运算,把待求和函数的幂级数转化为已知其和函数的幂级数.

4.将函数展开为x或x-x0的幂级数.

利用间接法展开,需要记住ex,sinx,cosx,,ln(1+x)的展开式,以此作为公式使用,把所要展开的函数作恒等变形或求导、积分化为上述标准公式中的函数形式,而间接展开.

例题选讲

例1 根据级数敛散性的定义判断级数的敛散性,如果收敛,则求其和.

解 该级数的通项可以拆解成两项之差,即,因此前n项的和

说明:用定义判断级数是否收敛,即判断部分和数列{Sn}是否有极限,一般要尽量将通项un拆成两项之差un=f(n)-f(n+1)的形式,以求得Sn,这种方法叫做拆项法.