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收敛半径与收敛域,然后可通过以下几种方法求
幂级数的和函数:
(1)变量替换法通过变量替换,化为一较简单的幂级数.
(2)拆项法将幂级数分拆成两个(或几个)简单幂级数的和.
(3)逐项求导法通过逐项求导得出另一幂级数,而此幂级数的和函数是不难求得
的;然后再通过牛顿莱布尼兹公式,得到原幂级数的和函数.
(4)逐项积分法通过逐项求积得出另一幂级数,而此幂级数的和函数是可以求得
的;然后再通过求导数,得到原幂级数的和函数.
一般通过逐项求导逐项积分向等比级数转化,系数含有
,向ex的幂级数展开形式转
化,系数含有2
2
1向si
xcosx展开形式转化.
注意:上述运算过程在幂级数的收敛区间内总是可行的(而在幂级数的收敛域上却不一定可行).因此,我们一般只限定在幂级数的收敛区间内进行上述运算,由此得到在收敛区间上的和函数,而求幂级数在其收敛域上的和,还需要讨论在端点的函数值,利用函数在端点的左(右)连续性来求.
还需指出,这里所介绍的方法,仅仅是可供选择的几种途经.对具体问题,常常要综合利用上述方法,或寻求其他方法才能得到问题的解.
f6.如何利用幂级数求数项级数的和?答:选择合适的幂级数,使该数项级数为幂级数在某收敛点x0处的值.然后求出幂级
数的和函数Sx,则Sx0便是原数项级数的和.
7.如何求函数f在x0处的幂级数展开式?
答:主要有以下两种方法:
(1)直接法.计算函数f在x0处的各阶导数f
x0,写出它的泰勒级数,然后证明
lim

R

x

0

(2)间接法.借助某些基本函数的展开式,通过适当变换,四则运算,逐项求导或者逐项求积等方法,导出所求函数色幂级数展开式.这是常用的方法.
注意求展开式时,一定要写展开式成立的范围.
三典型例题
1.求幂级数的收敛域:
1)
2x

2

2)x22
1;
2
1
3)3
2
x1


4)111x

2


5)
1
12

x2


解:1)由于lim

a
1a

lim
122
lim
121,因此收
2
1
2
2
22
14
敛半径R14,当x4时,这个级数为

24
2

,通项记为u

,则有

24
222
u
2
2

2462
1352
1

2
1,
于是lim

u

,所以当x4时级数

2x
发散,从而可知这个级数的收敛域2

为44.
2)令tx2,则级数
x22
12
1
转化为

t2
12
1
(缺陷幂级数),
ft2
1
下面先求
t2
1的收敛域,因为lim
2
1


2
1t2
1
t2lim
2
12

01,即对任意
2
1
t
r
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