第十二章无穷级数
一、 常数项级数 1、
常数项级数:
1) 定义和概念:无穷级数:ΛΛ+++++=∑
∞
=n n n u u u u u 3211
部分和:n n
k k n
u u u u u S ++++==
∑
=Λ3211
正项级数:
∑∞
=1
n n
u
,0≥n u
级数收敛:若S
S n n =∞
→lim
存在,则称级数
∑∞
=1
n n u 收敛,否则称级数∑∞
=1
n n u 发散
2) 性质:
➢ 改变有限项不影响级数的收敛性;如级数收敛,各项同乘同一常数仍收敛? ➢ 两个收敛级数的和差仍收敛?,级数
∑∞=1
n n a ,
∑∞
=1
n
n b 收敛,则
∑∞
=±1
)(n
n n b a 收敛;注:一敛、一散之和必发散;两散和、差必发散.
➢ 去掉、加上或改变级数有限项?不改变其收敛性级数
∑∞
=1
n
n a 收敛,则任意加括号后仍然收敛; ➢ 若级数收敛?则对这级数的任意项加括号后所成的级数仍收敛,其和不变,且加括号后所成的级数发散?则原来级数也发散?注:收敛级数去括号后未必收敛.
➢
注意:不是充分条件!唯一判断发散条件) 3) 审敛法:(条件:均为正项级数表达式:
∑∞
=1
n
n u ,0≥n u )S
S n n =∞
→lim 前n 项和存在极限则收敛;
∑∞
=1
n n
u
收敛⇔
{}n
S 有界;
➢ 比较审敛法:且),3,2,1( Λ=≤n v u n n ,若∑∞
=1
n n v 收敛,则∑∞
=1
n n u 收敛;若∑∞
=1
n n u 发散,则∑∞
=1
n n v 发散.
➢ 比较法的极限形式:
)0( l lim
+∞<≤=∞→l v u
n
n n ,而∑∞n v 收敛,则∑∞n u 收敛;若0lim >∞→n n n v u 或+∞=∞→n n n v u lim ,而∑∞n v 发散,则∑∞
n
u 发散.
2、 交错级数:
莱布尼茨审敛法:交错级数:
∑
∞
=-1
)1(n
n n
u ,0≥n
u 满足:),3,2,1( 1Λ=≤+n u u n n ,且0lim =∞
→n n u ,则级数∑∞
=-1
)1(n n n u 收敛。
条件收敛:
∑
∞
=1
n n u 收敛,而
∑
∞
=1
n n u 发散;绝对收敛
:
∑
∞
=1
n n u 收敛。
∑∞
=1
n n u 绝对收敛,则∑∞
=1
n n u 收敛。
其他级数:二、 函数项级数(幂级数:
∑∞
=0
n
n n x a ) 1、
2、
和函数)(x s 的性质:在收敛域I 上连续;在收敛域),(R R -内可导,且可逐项求导;和函数)(x s 在收敛域I 上可积分,且可逐项
积分.(R 不变,收敛域可能变化). 3、
泰勒级数:n n n x x n x f x f )(!)()(00
0)(-=∑∞
=⇔0)(!)1()(lim )(lim 10)
1(=-+=++∞→∞→n n n n n x x n f x R ξ。