求幂函数级数Σ3^n×x^n的收敛半径和收敛域

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摘要 亲,你好
为你找寻的答案:对于幂函数级数$\sum_{n=0}^{\infty}3^n x^n$,使用比值判别法可以求出它的收敛半径和收敛域。
设$a_n=3^n x^n$,则有:
$$\lim_{n\to\infty} \bigg|\frac{a_{n+1}}{a_n}\bigg| = \lim_{n\to\infty} \bigg|\frac{3^{n+1}x^{n+1}}{3^n x^n}\bigg|=\lim_{n\to\infty} 3|x|$$
当$3|x|>1$时,级数$\sum_{n=0}^{\infty}3^n x^n$发散;
当$3|x|=1$时,比值判别法不适用,需要使用其他方法判断。
因此,收敛半径为$R=\frac{1}{3}$,收敛域为$(-\frac{1}{3},\frac{1}{3})$。
需要注意的是,当$x=\frac{1}{3}$时,级数$\sum_{n=0}^{\infty}3^n x^n$虽然满足收敛半径的条件,但由于级数的通项$a_n=3^n x^n$不趋于零,因此级数并不收敛,即收敛域为开区间$(-\frac{1}{3},\frac{1}{3})$。
咨询记录 · 回答于2024-01-04
求幂函数级数Σ3^n×x^n的收敛半径和收敛域
对于幂函数级数$\sum_{n=0}^{\infty}3^n x^n$,我们可以使用比值判别法来求出它的收敛半径和收敛域。 首先,我们设$a_n=3^n x^n$,然后计算比值$\lim_{n\to\infty} \bigg|\frac{a_{n+1}}{a_n}\bigg|$。 通过简化,我们得到$\lim_{n\to\infty} \bigg|\frac{3^{n+1}x^{n+1}}{3^n x^n}\bigg|=\lim_{n\to\infty} 3|x|$。 当$3|x|1$时,级数发散。 当$3|x|=1$时,比值判别法不再适用,需要采用其他方法进行判断。 因此,收敛半径为$R=\frac{1}{3}$,收敛域为$(-\frac{1}{3},\frac{1}{3})$。 需要注意的是,当$x=\frac{1}{3}$时,级数虽然满足收敛半径的条件,但由于级数的通项$a_n=3^n x^n$不趋于零,因此级数并不收敛。所以,最终的收敛域是开区间$(-\frac{1}{3},\frac{1}{3})$。
亲亲哪些符合都是防止代码的哦可以直接去掉就可以了~
~~ 拓展资料: 在数学分析中,幂函数级数是指由幂函数构成的级数,其通项为$a_n x^n$。幂函数级数在数学、物理学和工程学等多个领域中都有着广泛的应用。 幂函数级数的收敛性和收敛半径是研究幂函数级数的基本问题之一,对于幂函数级数的求和、近似计算和应用都有着重要的意义。 对于幂函数级数$\sum_{n=0}^{\infty}a_n x^n$,使用比值判别法可以求出它的收敛半径和收敛域。当$\lim_{n\to\infty} \frac{|a_{n+1}|}{|a_n|}$存在时,设其为$L$,则收敛半径$R=\frac{1}{L}$。当$|x|R$时,级数发散;当$x=R$时,需要使用其他方法判断。 幂函数级数的收敛半径和收敛域是幂函数级数的重要性质之一。在实际应用中,我们需要根据实际问题的需求,选择合适的计算方法和逼近方法,对幂函数级数进行求和和近似计算。 在物理学和工程学中,幂函数级数常常被用于描述复杂的物理现象和工程问题。例如,在电路分析中,可以利用幂函数级数来求解复杂电路的电压和电流;在物理学中,可以利用幂函数级数来描述电磁波和量子力学中的波函数。 总之,幂函数级数是数学分析中的重要概念之一,它在数学、物理学和工程学等多个领域中都有着广泛的应用。研究幂函数级数的收敛性和收敛半径是研究幂函数级数的基本问题之一,对于幂函数级数的求和、近似计算和应用都具有重要的意义。
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