无穷级数
级数先问收敛,再问能否逐项运算。正项级数看大小,任意项级数看绝对值或交错结构;幂级数先求半径,再逐个检查端点。
完成后应能
- 根据项的结构选择比较、比值、根值或积分判别
- 区分绝对收敛与条件收敛
- 求幂级数收敛域、和函数与泰勒/傅里叶展开
直觉
直觉与对象
级数收敛取决于部分和是否稳定,而不是通项是否趋零。幂级数在收敛区间内部像多项式一样可逐项微分积分,但端点必须单独回到数项级数。
推导
解题主线
先检查通项趋零;正项级数寻找同阶基准;含阶乘或指数用比值/根值;交错级数核对单调趋零。幂级数用系数比求 R,端点代回原级数;求和函数用已知展开、逐项积分微分与变量替换。
定义
公式、条件与边界
比值判别:
适用条件: 且极限存在或使用上极限版本。
边界检查: 时不能判定。
幂级数半径:
适用条件:该极限存在且为正的扩展实数。
边界检查:端点不包含在半径结论中。
傅里叶点态收敛:
适用条件:f 满足常用狄利克雷条件。
边界检查:间断点通常不收敛到函数指定点值。
易错边界
易错边界
只是必要条件;条件收敛级数不能任意重排;幂级数逐项运算改变的表达式需重新处理积分常数和端点。
小结
本章掌握标准
- 根据项的结构选择比较、比值、根值或积分判别
- 区分绝对收敛与条件收敛
- 求幂级数收敛域、和函数与泰勒/傅里叶展开
公式与边界
比值判别
- 适用条件
- 且极限存在或使用上极限版本
- 边界提醒
- 时不能判定
幂级数半径
- 适用条件
- 该极限存在且为正的扩展实数
- 边界提醒
- 端点不包含在半径结论中
傅里叶点态收敛
- 适用条件
- f 满足常用狄利克雷条件
- 边界提醒
- 间断点通常不收敛到函数指定点值