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2025-09-30
同高等数学中的实变幂级数一样,复变幂级数也有所谓幂级数的收敛定理,即阿贝尔(Abel) 定理.
定理1(阿贝尔定理) 若级数
在z = z0(
0) 收敛,那么对满足|z| <|z0| 的z,级数必绝对收敛.若在z = z0级数发散,那么对满足|z|>|z0| 的级数必发散.
证明 若级数
收敛,根据收敛的必要条件,有
因而存在正数M,使对所有的n有
若|z|<|z0|,则
从而
由于
为公比小于1的等比级数,故收敛,根据正项级数的比较审敛法知
收敛,从而级数
绝对收敛.
若级数
发散,|z1|>|z0| 且在z1 处级数收敛,则由上面的证明结果可知在z0(|z0|<|z1|) 处级数收敛,这与级数
发散矛盾.(https://www.chuimin.cn)
由阿贝尔定理知级数
的收敛情况分为三种:
(1)仅在z =0处收敛,如
(2)在整个复平面内处处收敛,如
(3)在复平面上存在一点z0,在|z|<|z0|处收敛,在|z|>|z0| 时发散.
若令R=|z0|,则称圆周|z|=R为幂级数的收敛圆,在收敛圆的内部,级数绝对收敛,在收敛圆的外部,级数发散.收敛圆的半径R称为收敛半径.因此幂级数(4.2.3) 的收敛范围是以原点为中心的圆域.对幂级数(4.2.2)来说,它的收敛范围是以z =a为中心的圆域.在收敛圆的圆周上是收敛还是发散,要对具体级数进行具体分析.
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