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x^n从0到无穷求和(幂级数求和n=0和n=1)

简介:关于x^n从0到无穷求和(幂级数求和n=0和n=1)的相关疑问,相信很多朋友对此并不是非常清楚,为了帮助大家了解相关知识要点,小编为大家整理出如下讲解内容,希望下面的内容对大家有帮助!
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各位好,很多人还不知道xn从0到无穷大的和(幂级数n=0和n=1的和)。下面详细解释一下。现在让我们来看看!

1.如何对幂级数求和:0到正无穷大xn/(n+1)?请给我你的建议。谢谢你。

设a_n=x^n/(n+1)。严格地说,这个问题的解决方案如下

(1)确定级数的收敛域

使用比率判别法

|a_{n+1}/a_n|=|x|(n+1)/n+2->;|x|(n->;∞)。因此,当|x|<1时,级数绝对收敛。当|x|>:1时,级数发散。当x=-1时,级数为交错调和级数并收敛。当x=1时,级数是调和发散的。因此,收敛域为-1≤x

(2)根据定义,任何实数的0次幂都等于1,0也不例外,即00=1。对于n>:0,0^n=0。显然S(0)=1。

设Sn(x)为前n项之和。当x在[-1,1]内且x≠0时,有

sn(x)=1/xσ{k=0,n}x^(k+1)/(k+1)

如果fn(x)=σ{k=1,n}x(k+1)/(k+1),则sn(x)=(fn(x)+x)/x。

dfn(x)/dx=σ{k=1,n}d[x^(k+1)/(k+1)]/dx

=σ{k=1,n}x^(k-1)

=(1-x^n)/(1-x)。

可以看出fn'(x)=(1-xn)/[x(1-x)]。根据牛顿-莱布尼茨公式,有

fn(x)-fn(0)=∫{0,x}(1-t^n)/(1-t)dt

=∫{0,x}1/(1-t)dt-∫{0,x}t^n/(1-t)dt

=ln(1-x)-∫{0,x}t^n/(1-t)dt

因此

Sn(x)=(ln(1-x)-∫{0,x}t^n/(1-t)dt+fn(0)+x)/x=ln(1-x)/x+1+fn(0)/x-(1/x)∫{0,x}t^n/(1-t)dt.容易知道任意n>:0,fn(0)=0,所以sn(x)=ln(1-x)/x+1-(1/x)∫{0,x}tn/(1-t)dt。因此

s(x)=lim{n->;∞}Sn(x)

=lim{n->∞}[ln(1-x)/x+1-(1/x)∫{0,x}t^n/(1-t)dt]

=ln(1-x)/x+1-lim{n->;∞}∫{0,x}t^n/(1-t)dt.

请注意,当-1:0(n->;∞)(比较复杂)。

因此,当x在[-1,1]以内且x≠0时,S(x)=ln(1-x)/x+1,S(0)=1。

以上解释了xn从0到无穷大的求和(幂级数n=0和n=1的求和)。这篇文章已经分享到这里了,希望对你有所帮助。

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