求幂级数收敛半径和收敛域的简单步骤大公开


求幂级数收敛半径和收敛域的步骤非常简单,以下是详细步骤:

首先,我们需要知道幂级数的一般形式:\(\sum_{n=0}^{\infty} a_n (x - x_0)^n\),其中 \(a_n\) 是系数,\(x_0\) 是幂级数的中心。

步骤一:使用根值判别法或比值判别法求收敛半径 \(R\)。根值判别法的公式是 \(R = \frac{1}{\limsup_{n \to \infty} \sqrt[n]{|a_n|}}\),比值判别法的公式是 \(R = \frac{1}{\lim_{n \to \infty} \left| \frac{a_{n+1}}{a_n} \right|}\)。选择其中一种方法计算即可。

步骤二:确定收敛域。收敛域包括收敛半径内的所有点以及可能的边界点。首先检查收敛半径内的点是否都收敛。然后,需要分别检查 \(x = x_0 + R\) 和 \(x = x_0 - R\) 两个边界点是否收敛。这可以通过将边界点代入原级数,使用数项级数的收敛判别法(如交错级数判别法、比较判别法等)来判断。

总结:通过上述两个步骤,我们可以确定幂级数的收敛半径和收敛域。首先使用根值判别法或比值判别法求出收敛半径,然后分别检查收敛半径内的点和边界点是否收敛,从而得到完整的收敛域。