同濟(jì)大學(xué)高等數(shù)學(xué)(第七版)D12習(xí)題課課件

習(xí)題課級(jí)數(shù)的收斂、求和與展開機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束三、冪級(jí)數(shù)和函數(shù)的求法四、函數(shù)的冪級(jí)數(shù)和付式級(jí)數(shù)展開法一、數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)的審斂法二、求冪級(jí)數(shù)收斂域的方法第十二章習(xí)題課級(jí)數(shù)的收斂、求和與展開機(jī)動(dòng)目錄上頁1求和展開(在收斂域內(nèi)進(jìn)行)基本問題：判別斂散；求收斂域；求和函數(shù)；級(jí)數(shù)展開.為傅立葉級(jí)數(shù).為傅氏系數(shù))時(shí),時(shí)為數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù);時(shí)為冪級(jí)數(shù);機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束求和展開(在收斂域內(nèi)進(jìn)行)基本問題：判別斂散；求收斂域；求2一、數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)的審斂法1.利用部分和數(shù)列的極限判別級(jí)數(shù)的斂散性2.正項(xiàng)級(jí)數(shù)審斂法必要條件不滿足發(fā)散滿足比值審斂法根值審斂法收斂發(fā)散不定比較審斂法用它法判別積分判別法部分和極限機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束一、數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)的審斂法1.利用部分和數(shù)列的極限判別級(jí)數(shù)的斂散33.任意項(xiàng)級(jí)數(shù)審斂法為收斂級(jí)數(shù)Leibniz判別法:若且則交錯(cuò)級(jí)數(shù)收斂,概念:且余項(xiàng)若收斂,稱絕對(duì)收斂若發(fā)散,稱條件收斂機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束3.任意項(xiàng)級(jí)數(shù)審斂法為收斂級(jí)數(shù)Leibniz判別法:4例1.

若級(jí)數(shù)均收斂,且證明級(jí)數(shù)收斂.證:

則由題設(shè)收斂收斂收斂練習(xí)題:

P2571;2;3;4;5機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束例1.若級(jí)數(shù)均收斂,且證明級(jí)數(shù)收斂.證:則由題設(shè)收5解答提示:P257

題2.判別下列級(jí)數(shù)的斂散性:提示:(1)據(jù)比較判別法,原級(jí)數(shù)發(fā)散.因調(diào)和級(jí)數(shù)發(fā)散,機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束解答提示:P257題2.判別下列級(jí)數(shù)的斂散性:提示:(6利用比值判別法,可知原級(jí)數(shù)發(fā)散.用比值法,可判斷級(jí)數(shù)因n充分大時(shí)∴原級(jí)數(shù)發(fā)散.用比值判別法可知:時(shí)收斂;時(shí),與p

級(jí)數(shù)比較可知時(shí)收斂;時(shí)發(fā)散.再由比較法可知原級(jí)數(shù)收斂.時(shí)發(fā)散.發(fā)散,收斂,機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束利用比值判別法,可知原級(jí)數(shù)發(fā)散.用比值法,可判斷級(jí)數(shù)因7P257題3.設(shè)正項(xiàng)級(jí)數(shù)和也收斂.提示:

因存在N>0,又因利用收斂級(jí)數(shù)的性質(zhì)及比較判斂法易知結(jié)論正確.都收斂,證明級(jí)數(shù)當(dāng)n>N時(shí)機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束P257題3.設(shè)正項(xiàng)級(jí)數(shù)和也收斂.提示:因存在N8P257題4.設(shè)級(jí)數(shù)收斂,且是否也收斂？說明理由.但對(duì)任意項(xiàng)級(jí)數(shù)卻不一定收斂.問級(jí)數(shù)提示:對(duì)正項(xiàng)級(jí)數(shù),由比較判別法可知級(jí)數(shù)收斂,收斂,級(jí)數(shù)發(fā)散.例如,取機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束P257題4.設(shè)級(jí)數(shù)收斂,且是否也收斂？說明理由.但9P257題5.討論下列級(jí)數(shù)的絕對(duì)收斂性與條件收斂性:提示:(1)P>1時(shí),絕對(duì)收斂;0<p≤1時(shí),條件收斂;p≤0時(shí),發(fā)散.(2)因各項(xiàng)取絕對(duì)值后所得強(qiáng)級(jí)數(shù)

原級(jí)數(shù)絕對(duì)收斂.故機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束P257題5.討論下列級(jí)數(shù)的絕對(duì)收斂性與條件收斂性:提示:10因單調(diào)遞減,且但所以原級(jí)數(shù)僅條件收斂.由Leibniz判別法知級(jí)數(shù)收斂;機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束因單調(diào)遞減,且但所以原級(jí)數(shù)僅條件收斂.由Leibniz判11因所以原級(jí)數(shù)絕對(duì)收斂.機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束因所以原級(jí)數(shù)絕對(duì)收斂.機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁12二、求冪級(jí)數(shù)收斂域的方法?標(biāo)準(zhǔn)形式冪級(jí)數(shù):先求收斂半徑R,再討論?非標(biāo)準(zhǔn)形式冪級(jí)數(shù)通過換元轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)形式直接用比值法或根值法處的斂散性.P257題7.求下列級(jí)數(shù)的斂散區(qū)間:練習(xí):機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束二、求冪級(jí)數(shù)收斂域的方法?標(biāo)準(zhǔn)形式冪級(jí)數(shù):先求收斂半徑13解:當(dāng)因此級(jí)數(shù)在端點(diǎn)發(fā)散,時(shí),時(shí)原級(jí)數(shù)收斂.故收斂區(qū)間為機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束解:當(dāng)因此級(jí)數(shù)在端點(diǎn)發(fā)散,時(shí),時(shí)原級(jí)數(shù)收斂.故收斂區(qū)間為14解:因故收斂區(qū)間為級(jí)數(shù)收斂;一般項(xiàng)不趨于0,級(jí)數(shù)發(fā)散;機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束解:因故收斂區(qū)間為級(jí)數(shù)收斂;一般項(xiàng)不趨于0,級(jí)數(shù)發(fā)散;機(jī)15例2.解:

分別考慮偶次冪與奇次冪組成的級(jí)數(shù)極限不存在∵原級(jí)數(shù)=∴其收斂半徑注意:機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束例2.解:分別考慮偶次冪與奇次冪組成的級(jí)數(shù)極限不存在∵原16?求部分和式極限三、冪級(jí)數(shù)和函數(shù)的求法求和?映射變換法逐項(xiàng)求導(dǎo)或求積分對(duì)和式積分或求導(dǎo)難直接求和:直接變換,間接求和:轉(zhuǎn)化成冪級(jí)數(shù)求和,再代值求部分和等?初等變換法:分解、套用公式（在收斂區(qū)間內(nèi)）?數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)求和機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束?求部分和式極限三、冪級(jí)數(shù)和函數(shù)的求法求和?映射變17例3.

求冪級(jí)數(shù)法1易求出級(jí)數(shù)的收斂域?yàn)闄C(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束例3.求冪級(jí)數(shù)法1易求出級(jí)數(shù)的收斂域?yàn)闄C(jī)動(dòng)目錄18法2先求出收斂區(qū)間則設(shè)和函數(shù)為機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束法2先求出收斂區(qū)間則設(shè)和函數(shù)為機(jī)動(dòng)目錄上頁19練習(xí):解:(1)顯然x=0時(shí)上式也正確,故和函數(shù)為而在x≠0P258題8.求下列冪級(jí)數(shù)的和函數(shù)：級(jí)數(shù)發(fā)散,機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束練習(xí):解:(1)顯然x=0時(shí)上式也正確,故和函數(shù)20(4)機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束(4)機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束21顯然x=0時(shí),和為0;根據(jù)和函數(shù)的連續(xù)性,有x=1時(shí),級(jí)數(shù)也收斂.即得機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束顯然x=0時(shí),和為0;根據(jù)和函數(shù)的連續(xù)性,22練習(xí):解:原式=的和.P258題9(2).求級(jí)數(shù)機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束練習(xí):解:原式=的和.P258題9(2).求級(jí)數(shù)機(jī)23四、函數(shù)的冪級(jí)數(shù)和付式級(jí)數(shù)展開法?直接展開法?間接展開法練習(xí):1.將函數(shù)展開成

x的冪級(jí)數(shù).—利用已知展式的函數(shù)及冪級(jí)數(shù)性質(zhì)—利用泰勒公式解:機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束1.函數(shù)的冪級(jí)數(shù)展開法四、函數(shù)的冪級(jí)數(shù)和付式級(jí)數(shù)展開法?直接展開法?間接展開法242.設(shè),將f(x)展開成x的冪級(jí)數(shù),的和.(01考研)解:于是并求級(jí)數(shù)機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束2.設(shè),將f(x)展開成x的冪級(jí)數(shù),的和.(25機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束262.函數(shù)的付式級(jí)數(shù)展開法系數(shù)公式及計(jì)算技巧;收斂定理;延拓方法練習(xí):上的表達(dá)式為將其展為傅氏級(jí)數(shù).P258題11.設(shè)f(x)是周期為2的函數(shù),它在解答提示2.函數(shù)的付式級(jí)數(shù)展開法系數(shù)公式及計(jì)算技巧;收斂定理;延拓27機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返回結(jié)束思考:如何利用本題結(jié)果求級(jí)數(shù)根據(jù)付式級(jí)數(shù)收斂定理,當(dāng)x=0時(shí),有提示:機(jī)動(dòng)目錄上頁下頁返