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第十一章 无穷级数
§ 1 常数项级数的概念和性质
1、 设级数,则其和为( )
A B C D
2、 若,则级数( )
A 收敛且和为0 B 收敛但和不一定为0
C 发散 D 可能收敛也可能发散
3 、若级数收敛于S,则级数( )
A 收敛于2S B收敛于2S+ C收敛于2S- D发散
4、若,,求 的值
解:
所以
5、若级数收敛,问数列{}是否有界
解:由于,故收敛数列必有界。
6、若,求级数的值
解:
故
7、求的值
解:
故=
8、求 的和 (
§ 2 常数项级数的审敛法
一、用比较审敛法或极限形式的比较审敛法判别下列级数的收敛性
1、 判定级数 的敛散性
解:由于< ,而收敛,故收敛
2、 判定敛散性
解: =
故>,而级数发散,故发散
3、 判定敛散性
收敛; 1, 发散
4、 判定敛散性 (收敛);
二、用比值或根值审敛法判别下列级数的收敛性
5、 判定级数的敛散性
解:>1,所以发散
6、 判定级数的敛散性
解:,所以收敛
7、 收敛
8、 , 收敛
三、判别下列级数是否收敛。如果收敛,是绝对收敛还是条件收敛?
7、 (绝对收敛)
10、 (条件收敛)
四、判定是否收敛,若收敛,是绝对收敛还是条件收敛
解:||,用比值判别法知,所以绝对收敛
§3 幂级数
1、设幂级数在x=3处收敛,则该级数在x=-1点处( )
A 绝对收敛 B 条件收敛 C发散 D 可能收敛也可能发散
2、级数的收敛域 (0,4]
3、 求幂级数的收敛半径 ()
4、若级数在x=-2处收敛,则此级数在x=5处是否收敛,若收敛,是否绝对收敛 (绝对收敛 )
5、求幂级数的收敛域
解:首先判断其收敛区间为(-7,-3),当x=-7、-3时,级数发散,所以级数的收
敛域为(-7,-3)
6、求幂级数的收敛域
解:首先求得收敛区间为(-3,3),而级数在x=-3处发散,在x=3处收敛,所以
收敛域为(-3,3]
7、求幂级数的和函数 ( -1<x<1)
8、求幂级数的和函数
解:
= (-1<x<-1)
§ 4 函数展开成幂级数
1、 将函数f(x)=展开成x的幂级数
解:f(x)=
由展开式可得f(x)= x
2、 将函数f(x)=展开成x的幂级数
解: 而= x
两边积分得 x
3、将函数f(x)=展开成x的幂级数
解:f(x)=
4、将函数f(x)=展开成x-5的幂级数
解: f(x)= = x
5、
解:=
x
§5函数幂级数展开式的应用
1、 计算ln2的进似值(要求误差不超过0.0001)
解:在lnx的幂级数展开式中令x=2 ln2=1-
考虑误差范围可求得ln2
2、 计算定积分的进似值(要求误差不超过0.0001)
解:=
=
再考虑误差范围可求得
3、 计算积分的进似值,(要求误差不超过0.0001)
再考虑误差范围可求得
§7 傅里叶级数
1、 设f(x)是周期为的周期函数,它在[-上的表达式为f(x)= 试将f(x)展开成傅立叶级数
解:
b=
再将所求得的系数代入傅立叶级数可得傅立叶级数展开式
2、 将函数展开成正弦级数
3、 将函数展开成正弦级数和余弦级数
§8 一般周期函数的傅立叶级数
1、 将f(x)=2+|x|(-1展开成以2为周期的傅立叶级数后求的值
解:展开f(x)= 代x=0得
=+ 得
2、 将f(x)=x-1(0)展开成周期为4的余弦级数
解:
f(x)= (0)
3、 将f(x)=x-1(0)展开成周期为4的正弦级数的和函数为s(x),求s(8)
解:s(8)=s(0)=
4、设f(x)=,S(x)= ,
其中=2求S(
解:S(=S(==
第十一章 自测题
一选择题:(40分)
1、下列级数中,收敛的是( ).
(A); (B);
(C); (D).
2、下列级数中,收敛的是( ).
(A) ; (B);
(C); (D).
3、下列级数中,收敛的是( )
(A); (B);
(C) ; (D).
4、部分和数列有界是正项级数收敛的( )
(A)充分条件; (B)必要条件;
(C)充要条件; (D)既非充分又非必要条件
5、设为非零常数,则当( )时,级数收敛 .
(A); (B);
(C); (D)
6、幂级数的收敛区域是( ).
(A) ;(B) ; (C) (0,2) (D) [0,2]
7、是级数收敛的( )
(A)充分条件; (B)必要条件;
(C)充要条件; (D)既非充分又非必要条件 .
8、幂级数的收敛区间是( )
(A) ; (B) ;
(C) ; (D) .
二、 (8分)判别下列级数的收敛性
1、; 2、
三、(6分)判别级数的敛散性 .
四、(6分)求极限 .
五(8分)求下列幂级数的收敛区间:
1、; 2、.
六(6分)求幂级数的和函数 .
七(6分)求数项级数的和 .
八(6分)试将函数展开成.
九(6分)设是周期为的函数,它在上的表达式为
将展开成傅立叶级数 .
十(8分)将函数分别展开成正弦级数和余弦级数 .
自测题答案
一、1、B; 2、B; 3、C; 4、C; 5、D;
6、A; 7、B; 8、B.
二、1、发散; 2、收敛.
三、条件收敛.
四、. (提示:化成)
五、1、; 2、.
六、. 七、.
八、
九、
().
十、
.
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