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收敛半径与收敛域在线视频

下一节:幂级数的分析性质

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收敛半径与收敛域课程教案、知识点、字幕

好我们来看一下

幂级数的收敛半径的求法

我们还是以麦克劳林级数为例

我们知道 对于常数项级数来讲

我们要判断收敛性

有两个办法

一个是开n次方 一个是后项比前项

所以我们用这两个办法

来推出我们幂级数的收敛半径

第一个我们讨论 后项比前项

lim n趋于正无穷

an+1 x 的n+1次方的绝对值

除以an x的n次方

我们知道它就等于n次方n次方消掉

等于lim n趋于正无穷

x乘上 绝对值

乘上an+1除以an的绝对值

所以我们可以得到

求幂级数收敛半径的第一个办法

也就如果lim n趋于正无穷

an+1除以an系数比

等于ρ是存在的

则 收敛半径等于ρ分之1

有一个小小的注解

就是当ρ等于0的时候

收敛半径就是正无穷

也就是它在整个实轴上都是收敛的

这是收敛半径的第一种求法

为什么 也就如果说它小于1

是不是就收敛

既然小于1收敛

这个极限是等于ρ

所以x的绝对值

乘上ρ小于1的时收敛

x绝对值小于ρ分之1的时候就收敛

所以收敛半径 就是ρ分之1

第二种方法 我们来看看开n次方

n趋于正无穷 开n次方

an乘上x的n次方绝对值

我们知道 这个就等于

lim n趋于中无穷

x的绝对值 乘上an的绝对值开n次方

小于1的时候就收敛

大于1的时候发散

等于1的时候没法判断

那么我们可以得到第二个方法

假如说 lim n趋于正无穷

an的绝对值开n次幂

就等于ρ极限存在

则收敛半径R就等于ρ分之1

还有一个解释

当ρ等于0的时候

R就等于正无穷

这是两个求收敛半径的

两个常见的办法

我们看一下例题

我们要求三个幂级数

∑n从1到正无穷 x的n次方 除以 n

和∑n从1到正无穷

x的n次方 除以n的平方

要求这三个幂级数的收敛半径

以及收敛域

好我们来看看 第一个幂级数

后项比前项 因为我们知道

an就是等于n

所以呢 lim n趋于正无穷

an+1除以an的绝对值

就是等于lim n趋于正无穷

n+1除以n 是等于1的

所以我们可以知道

ρ是等于1的

R是等于ρ分之1 也等于1

收敛半径是等于1

收敛域是什么东西呢

是收敛半径是1的话

那么它就是从-1到+1

以0为中心 1为半径

好两边端点我不知道

端点我要单独拿出来看

我们看看在x=1的时候它发散了

所以这个端点是不能要的 开区间

在x=-1的时候

这个幂级数也是发散的

所以这个端点也是不能要的

所以这就是一个

第一个幂级数的收敛域

对第二个幂级数

an就等于n分之1

所以ρ就等于lim n趋于正无穷

an+1除以an的绝对值

还是等于1的

收敛半径R等于ρ分之1

仍然是等于1的

那么这个收敛域 -1到+1

我们把端点x=1朝里面一代的话

n分之1是一个发散的

所以+1这一点是不能要的

把x=-1这一点朝里面一代的话

n分之-1的n次方

这是一个莱布尼兹交错项级数

这是一个收敛的

所以收敛域是一个半开半闭的区间

我们来看看第三个

同样我们可以发现

ρ就等于lim n趋于正无穷

an+1除以an的绝对值

仍然是等于1的

收敛半径R也是等于1的

所以收敛域有可能在-1到+1

我们再来把端点朝里面一看

把+1朝里面一看的话

是n平方分之1这个级数

它是一个收敛的

所以+1这一点是要的

把-1朝里面一看的话

是n平方分之-1的n次方

它仍然是收敛的

所以 -1这点也是要的

这就是收敛域

所以这就是

我们求收敛半径的一个办法

如果说这个极限存在

那么我们可以把收敛半径

马上给它求出来

至于你要求收敛域的话

我们要把那个端点单独拿出来

单个来讨论

有可能是收敛

有可能是不收敛的

这是我们用后项比前项的办法

同样这道题你也可以用开n次方

开n次方的话

an开n次方不就是n分之1也趋于1么

所以 开n次方照样

前面后面都是

完全可以得到相同的结论

我们再来看一道例题

∑n从1到正无穷

3的n次方分之1乘上x的2n-1次方

我们来看看这么一个幂级数

这个幂级数 我们有两种解法

第一种解法我们还是看一下

an就等于3的n次方分之1

当然最简单的就开n次方

an开n次方

绝对值lim n趋于正无穷的话

就是等于3分之1

所以收敛半径就等于3

看看这样做对不对呢

这么做是不对的

因为现在这个幂级数

它的次方不是以n次方为主的

是x的2n-1次方

所以我们真正要做正确的答案

应该用下面这个办法来做

后项比前项

后项是3的n+1次方分之x的2n+1次方

这不就是后项吗 比上前项

要把带着x的完整的后项比前项

x的2n-1次幂除以3的n次方

lim n趋于正无穷

我们可以知道 这就等于

3分之x绝对值的平方

小于1的时候一定收敛

所以 就是当x的平方小于3的时候

一定是收敛

也就是在负的根号3到正的根号3

收敛半径是根号3

它才收敛

那么我们再来看一下

当x等于正负根号3的时候

到底收敛不收敛

我们把正的根号3朝里面一代

我们可以知道这是一个发散的

把负的根号三朝里面一代

我们把它消掉之后

我们也可以知道

它也是一个发散的

所以 收敛域是一个开区间

而正确的收敛半径

是等于根号3

所以我们再回过头看一下

我们这个定理 从本质上来讲

如果你把它当成一个定理的话

你来求收敛半径R等于ρ分之1

只是针对这个级数而言

如果说这个级数稍微改一下

比如说改成我们这个情况的级数

x呢 是2n-1次方

你再求一个系数比的话

最后你会发现 得到的答案是不对的

正确的答案实际上应该是它

所以我们讲这个定理

仅仅是针对这个最常见的

常规的级数

如果说非常规的级数

那么我还是用这个办法

实际上都是比较靠谱的办法

带着x的办法是靠谱的

绝对不会出错的

而不带x的这种办法

有时候对其它一些级数

有可能出问题

比如这个级数如果写成3n次方的话

收敛半径就不再是ρ的

所以 有时候会有点点问题

大家稍微算的时候

稍微注意一下

微积分——极限理论与一元函数课程列表:

序言

-序言

--序言

第一章 实数与函数

-第一节 实数集的界与确界

--实数集的界

--实数集的确界

-第一节思考与练习

--思考题

--练习题

-第二节 函数的概念

--函数定义与函数图形

--分段函数与隐函数

-第二节思考与练习

--思考题

--练习题

-第三节 函数的运算

--函数的四则运算与复合运算

--函数的反函数

-第三节思考与练习

--思考题

--练习题

-第四节 函数的初等性质

--函数的有界性,奇偶性

--函数的周期性,单调性

--函数的凸性

-第四节思考与练习

--思考题

--练习题

-第五节 初等函数

--初等函数

-第五节思考与练习

--思考题

--练习题

-第六节 极坐标方程与参数方程表示的几种曲线

--极坐标系与点的极坐标,极坐标方程表示的几种曲线

--参数方程表示的几种曲线

第二章 极限论

-第一节 数列极限的概念与性质

--数列的概念,数列极限的概念(1)

--数列极限的概念(2)

--数列极限的性质及四则运算法则

--无穷大量

-第一节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第一节思考与练习

-第二节 数列极限存在的充分条件

--数列极限存在的充分条件

--单调有界收敛定理

-第二节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第二节思考与练习

-第三节 Bolzano定理与Cauchy收敛准则

--Bolzano定理与Cauchy收敛准则

--区间套定理与Bolzano定理

--Cauchy收敛准则

-第三节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第三节思考与练习

-第四节 函数极限的概念与性质

--函数极限的概念

--函数极限的性质

-第四节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第四节思考与练习

-第五节 函数极限的运算

--函数极限的四则运算与复合函数的极限

--夹逼定理与重要极限

-第五节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第五节思考与练习

-第六节 无穷小量及其(阶的)比较

--无穷小量与无穷大量的概念与性质

--无穷小量的比较

-第六节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第六节思考与练习

第三章 连续函数

-第一节 连续函数的概念与性质

--函数在一点连续的概念

--间断点的分类

--连续函数的性质

--连续函数的运算与初等函数的连续性

-第一节 思考与练习

--思考题

--第三章 连续函数--第一节 思考与练习

-第二节 闭区间上连续函数的性质

--闭区间上连续函数的性质

-第二节 思考与练习

--思考题

--第三章 连续函数--第二节 思考与练习

-第三节 函数的一致连续性

--一致连续的概念

--一致连续的必要条件

--闭区间上连续与一致连续的等价性

-第三节 思考与练习

--思考题

--第三章 连续函数--第三节 思考与练习

第四章 导数与微分

-第一节 导数与微分的概念

--导数的概念

--单侧导数、可导与连续的关系

--导数的几何意义

--微分概念

-第一节 思考与练习

--思考题

--第四章 导数与微分--第一节 思考与练习

-第二节 导数与微分的运算

--导数的四则运算

--复合函数的求导法(链导法则)

--反函数求导法

-第二节 思考与练习

--思考题

--第四章 导数与微分--第二节 思考与练习

-第三节 几种特殊函数的求导法、高阶导数

--几种特殊函数的求导法

--参数方程求导法与对数求导法

--高阶导数

-第三节 思考与练习

--思考题

--第四章 导数与微分--第三节 思考与练习

第五章 导数应用

-第一节 微分中值定理

--Fermat定理

--Rolle定理

--Lagrange中值定理

--Cauchy中值定理

-第一节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第一节 思考与练习

-第二节 L'Hospital 法则

--0/0型不定式

--∞/∞型不定式

--其他形式的不定式

-第二节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第二节 思考与练习

-第三节 函数的单调性与极值

--函数的单调性

--函数的极值

--函数最值的求法

-第三节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第三节 思考与练习

-第四节 函数的凸性与拐点

--函数凸性的判别法

--拐点

--曲线的渐近性

-第四节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第四节 思考与练习

-第五节 Taylor 公式

--带有Peano型余项的Taylor 公式

--带有Lagrange型余项的Taylor公式

--Maclaurin公式

--Taylor公式的应用(一)

--Taylor公式的应用(二)

-第五节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第五节 思考与练习

第六章 原函数与不定积分

-第一节 概念与性质

--原函数的概念

--原函数存在的充分条件

--6-1视频纠正

--原函数存在的必要条件

--不同原函数之间的关系

--不定积分的概念与性质

--简单函数求不定积分

-第一节思考与练习

--思考题

--第六章 原函数与不定积分--第一节思考与练习

-第二节 换元积分法

--第一换元法

--第二换元法

-第二节思考与练习

--思考题

--第六章 原函数与不定积分--第二节思考与练习

-第三节 分部积分法

--分步积分法

-第四节 有理函数的积分

--四个特殊函数的不定积分

--有理分式函数的化简

--html

--有理分式函数的不定积分

--三角有理函数化成分式有理函数

--三角有理函数的不定积分

--第六章 原函数与不定积分--第四节思考与练习

-第五节 简单无理式的积分

--无理函数的有理化

--第六章 原函数与不定积分--第五节思考与练习

第七章 定积分

-第一节 积分概念与积分存在条件

--定积分的概念

-- 函数的可积性

--第七章 定积分--第一节思考与练习

-第二节 定积分的性质

--定积分的性质

--定积分性质的应用

-第三节 变上限积分与Newton—Leibniz公式

--变上限积分

--复合变限积分

--变限积分所定义的函数

--Newton-Leibniz公式

--定积分的计算

--第七章 定积分--第三节思考与练习

-第四节 定积分的换元积分法与分部积分法

--定积分的计算-换元法

--定积分的计算-分部积分法

--分段函数定积分的计算

--第七章 定积分--第四节思考与练习

-第五节 定积分的几何应用

--平面区域的面积

--曲线的弧长

--平面曲线的曲率

--旋转体体积与表面积

--第七章 定积分--第五节思考与练习

-第六节 定积分的物理应用

--物理应用简介

-第七节 反常积分

--反常积分

--非负函数无穷积分的收敛性

--一般函数无穷积分的收敛性

--其他无穷积分

--无界函数的反常积分---瑕积分

--无界函数、无界区间上的反常积分

--第七章 定积分--第七节思考与练习

第八章 级数

-第一节 数项级数的概念与性质

--8-1 数项级数的概念

--8-2 级数收敛的概念

--8-3 级数收敛的性质

--8-4 级数收敛的Cauchy准则

--8-5 正项级数的概念

--8-6 正项级数的比较判别法

--8-7 正项级数的比阶判别法

--8-8 正项级数的比值判别法

--第八章 级数--第一节 思考与练习

-第二节 正项级数的收敛判别法

--正项级数的根式判敛法

--正项级数的积分判别法

--第八章 级数--第二节 思考与练习

-第三节 任意项级数

--交错项级数

--交错项级数判敛举例

--绝对值判敛法

--绝对收敛与条件级数收敛的性质

--绝对收敛级数的交换律

--条件收敛级数的Riemann定理

--第八章 级数--第三节 思考与练习

-第四节 函数级数

--函数项级数的概念、逐点收敛性

--函数项级数的一致收敛性-概念

--函数项级数的一致收敛性-判断

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(1)

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(2)

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(3)

--第八章 级数--第四节 思考与练习

-第五节 幂级数

--Abel判别法

--收敛半径与收敛域

--幂级数的分析性质

--无穷可导函数的幂级数展开

--幂级数求和

--第八章 级数--第五节思考与练习

-第六节 傅里叶级数

--三角函数的正交性

--奇函数与偶函数的形式Fourier展开和周期开拓

--其他函数的周期函数的形式Fourier展开

--Fourier级数的收敛性

--第八章 级数--第六节思考与练习

收敛半径与收敛域笔记与讨论

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