在考研数学中,求幂级数的收敛半径通常使用以下方法:
比值法
使用比值法计算收敛半径时,考虑幂级数的一般项 (a_n),计算相邻两项系数的比值的极限:
[
lim_{n to infty} left| frac{a_{n+1}}{a_n} right|
]
如果这个极限小于1,则幂级数收敛;如果大于1,则发散;如果等于1,则比值法无法判断。
根值法
使用根值法计算收敛半径时,同样考虑幂级数的一般项 (a_n),计算相邻两项系数的比值的n次方根的极限:
[
limsup_{n to infty} sqrt[n]{|a_n|}
]
如果这个极限小于1,则幂级数收敛;如果大于1,则发散;如果等于1,则根值法也无法判断。
柯西-阿达马公式
对于复数幂级数,可以使用柯西-阿达马公式直接计算收敛半径:
[
R = frac{1}{limsup_{n to infty} sqrt[n]{|a_n|}}
]
其中,(a_n) 是幂级数的一般项。
收敛域
求得收敛半径后,收敛域不仅包括收敛半径内的所有点,还需单独判断收敛半径边界点(收敛圆上的点)的敛散性。
幂级数的收敛半径是理解幂级数展开和求和的基础,也是考研数学中常见的题型。