概括考研数学最后一章级数知识点和公式
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无穷级数思维导图模板大纲
概念
Un求和
收敛 or 发散可判定(lim Sn存在,则收敛;不存在即为发散)
*如何求和?
等比求和 Sn=a1(1-q的n次)/1-q (|q|<1,收敛,|q|≥1,发散
裂项 Σ(Un-Un+1) Sn=U1-Un+1
性质
ku与u 同敛散
u和v 都收敛,则u+v 必收敛 (两收就是收,一收一发是发散,两发无法判断敛散性)
级数中加减有限项,不会改变级数敛散性
若U1+U2+U3+U4 收敛,则(U1+U2)+(U3+U4) 仍收敛且其和不变
级数收敛必要条件:Un收敛,则 limUn=0 (若limUn≠0,则Un 发散)
正项级数
定义
Un求和且Un≥0,则Un为正项级数
收敛的充要条件
Un收敛则部分Sn有上界(反之也可)
正项级数敛散性判别法
比较判别法
“大收则小收,小发则大发”
limUn/Vn=L
0<L<+∞ ,u与v同敛散
L=0,v收敛则u收敛,U发则V发
L=+∞,v发散则u发散,U收则V收
p级数的三点
比值审敛法 (连乘,既含n!又含n的n用他)
ΣUn满足lim Un+1/Un=L
0≤ L<1 ,Un收敛
1<L ≤+∞, Un发散
L=1,无法判断敛散性
根值审敛法
ΣUn满足lim (n次根号下Un)=L
0≤ L<1,Un收敛
1<L≤+∞,Un发散
L=1,无法判定敛散性
积分判别法(新增)
f(x)在[1,+∞)上非负递减,则正项级数Σf(n)与反常积分同敛散
交错级数
f(x)在[1,+∞)上非负递减,则正项级数Σf(n)与反常积分同敛散
Un>0,求和(-1)n次方Un 或 求和(-1)n-1次方Un为交错级数
莱布尼兹判别法 (是一个充分不必要条件)
交错级数满足条件:Un>Un+1(单减)且 limUn=0,则交错级数收敛
任意项级数
若求和 l Un l 收敛,就称绝对值Un绝对收敛 (如果级数 ΣUn绝对收敛,则级数求和Un必定收敛)
若ΣUn收敛,但求和 l Un l 发散,就称ΣUn条件收敛
若级数Un绝对收敛,则(Un+ |Un| )/2与(Un- |Un|)/2 都收敛 若级数Un条件收敛,则(Un+ |Un| )/2与(Un- |Un|)/2 都发散
*常见的条件收敛的例子
Σ(-1)的n次*1/n,Σ(-1)的n次1/lnn,Σ(-1)的n次*1/nlnn,Σ(-1)的n次*1/根号n
绝收+绝收=绝收,绝收+条收=条收,条收+条收=收敛
定义
Un(x)在I上有定义,称U1(x)+U2(x)+....为定义在I上的一个函数项级数,Un(x)为通项,Sn(x)=ΣUk(x)称为部分和函数; 若数项级数ΣUn(xo)收敛,则称xo是ΣUn(x)的一个收敛点,所有收敛点构成的集合称为级数的收敛域 I
和函数
ΣUn(x)=S(x)成立,ΣUn(x)为和函数,Sn(x)=ΣUk(x)为部分和函数
幂级数
定义
an为无穷数列,形如Σan(x-xo)n次方的和函数称为xo处的幂级数,其中常数a0,a1...称为幂级数的系数
敛散性及收敛半径
Abel定理
幂级数在x=xo收敛,当|x|<|xo|,幂级数绝对收敛;(x=0处收敛) 幂级数在x=xo发散,当|x|<|xo|,幂级数发散
(-R,R)为幂级数收敛区间
当|x|<R,幂级数绝对收敛 当|x|>R,幂级数发散 当x=R 或x=-R 幂级数可能收敛也可能发散
若幂级数在(-∞,+∞)上每一点都收敛,就规定R=+∞ 若幂级数仅在x=0处收敛,就规定R=0
收敛半径求解方法
lim | an/an+1 |=R
幂级数通项看成Un,当lim |Un+1(x)/Un(x)| >1,幂级数发散 当lim |Un+1(x)/Un(x)| <1,幂级数收敛 【收敛为闭区间】
性质
幂级数an的n次收敛半径为Ra,bn的次收敛半径为Rb,则Σan+bn=Σ(an+bn)x的n次 (收敛半径为R=min(Ra,Rb),其中Ra≠Rb
幂级数的和函数S(x)在收敛域I上连续
幂级数在收敛区间内可逐项求导【(Σ)’=Σ()' 】 (原先收敛求导后可能发散,原先发散求导后可能还发散)
幂级数在收敛区间内可逐项积分
幂级数求和函数
利用幂级数展开式求和
Σx的n次 结合模型用微积分工具求和函数(三种)
函数的幂级数展开式 (看例题即可,只可意会惹)
直接展开法
间接展开法
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