考研高数之无穷级数题型一:判断收敛性、求收敛半径以及收敛域和收敛区间(题目讲解)

简介: 考研高数之无穷级数题型一:判断收敛性、求收敛半径以及收敛域和收敛区间(题目讲解)

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博主最近在复习考研,发现数一还是有一点点难,并且发现网上专门讲题目的文章比较少,刚好复习完一轮之后停下来总结一下自己踩过的坑和一些心得,其中难免因为理解不到位而有些错误,希望大家看到之后一起讨论解决,下面主要以题目的形式进行讲解

一、判断级数收敛发散

这类题型十分基础,多在选择题中考察

1.比较原则;

2.比式判别法,(适用于含  n! 的级数);

3.根式判别法,(适用于含 n次方 的级数

其实根据本人这段时间的做题经验来讲一般用比较判别法的居多,因为求比和开根两个过于简单了,用比较判别法放缩还稍微复杂一些,下面是题目

此处有一个坑就是交错级数,例如对于1/n这个级数是不收敛的,但是如果前面加一个-1的n次方变成交错级数就是收敛的了,注意交错级数收敛的条件有些许不同

二、求幂级数收敛半径

收敛或者是不收敛,这两个概念都是相对于幂级数来说,并且只有幂级数在收敛的情况下,才会有收敛半径,这里就简单介绍一下,收敛半径怎么求,此处不要混淆,下面的题目给出了相应的结论

利用后项系数与前项系数之比,再求倒数即为收敛半径

  • 当幂级数只有在某一点处才收敛的时候,此时的收敛半径为零。
  • 当幂级数的收敛域为整个定义域,或者是整个实数的时候,那么收敛半径为无穷大

三、求收敛域和收敛区间

收敛域和收敛区间容易混淆,下面给出区分

幂级数的收敛域与收敛区间区别只有一个:区间是否闭合。收敛区间是个开区间,而收敛域就是判断在收敛区间的端点上是否收敛。譬如说求出一个级数的收敛半径为5那么此时收敛区间为(-5,5)而下一步求收敛域就带x=-5和x=5,分别看是否收敛。

如果幂级数的收敛半径为r,则不管端点收敛性如何,直接结论收敛区间(-r,r)。如果进一步讨论,该级数在点-r或r处的收敛性,比如在点-r收敛,在点r不收敛,则称该幂级数的收敛域为[-r,r)。比如在点-r,r处都收敛,则称该幂级数的收敛域为[-r,r],在点-r,r处都不收敛,则该幂级数的收敛域仍为(-r,r)。

简而言之,收敛区间直接根据收敛半径而得,收敛域是讨论收敛区间两端点收敛性后的结论。收敛区间可能同于收敛域,可能是收敛域的子集

题目实战讲解如下

对于稍微复杂一点的表达式我们进行换元再代回,注意判断收敛区间端点的敛散性

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