幂级数的收敛性判断

2024-12-27 09:17:14
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回答1:

下面给出一个简单的证明。

(1)可以看出a(n+2)是a(n+1)和a(n)的线性组合,而且a(1)=0,因此可以猜想

a(n)是关于β的线性函数,即

过程可以通过数学归纳法来证明,这里不加详细证明,需要过程请追问。

既然本命题成立,因此只考虑β=1的情况即可,因此将系数简记为a_n

(2) 下面给出求收敛半径的简单方法,若需要严谨的证明过程请追问

设比值

由于当n→∞时,(n+1)a_(n+1)是n(n+2)a_(n+1)的高阶无穷小,因此在极限过程中可以忽略不计,因此

在极限过程中,如果R_n收敛(不摆动),那么R_n和R_(n-1)收敛于同一个数值,因此

因此在极限过程中R_n以相当于n的速度发散

然而实际上,如果R_n的发散速度太快,R_n和R_(n-1)的差值就会加大,因此实际上会有误差。但是仍然可以认为R_n发散到无穷。即幂级数在实数域内收敛。