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简答题
求下列级数的收敛域:
(Ⅰ) Σ(-x)^n/(n^2)(n从1到∞)
(Ⅱ) Σcos(nx)/n(n从1到∞)
(Ⅲ) Σn·sin(nx)(n从1到∞)
(Ⅳ) Σ((-1)^n)/n^x(n从1到∞)
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答案:
解析:
对于级数收敛域的求解,通常使用比值判别法或根值判别法来判断级数的收敛性。对于每个给定的级数,通过取极限比较相应项的比值,可以确定级数的收敛范围。具体步骤如下:
(Ⅰ) 对于级数Σ(-x)^n/(n^2),使用比值法,计算相邻两项的比值的绝对值,得到 |(-x)/(n+1)^2|。要使级数收敛,该比值需要小于1。解不等式得到x的取值范围为-∞<x<π/2。
(Ⅱ) 对于级数Σcos(nx)/n,同样使用比值法,考虑相邻两项的比值的绝对值,得到 |cos(nx)/(n+1)|。要使级数收敛,该比值也需要小于1。结合三角函数的性质,解不等式得到x的取值范围为-π<x<π。
(Ⅲ) 对于级数Σn·sin(nx),使用根值判别法,计算通项n·sin(nx)的绝对值,并求解使其小于1的x的取值范围,得到-π/2<x<π/2。
(Ⅳ) 对于级数Σ((-1)^n)/n^x,注意到这是一个交错级数。交错级数的收敛性与其相邻项的绝对值的递减速度有关。结合题目的特点,我们可以知道当x等于整数时(即x=kπ,k∈Z),级数可能不收敛。因此,其收敛域为x不等于任何整数倍的π。
创作类型:
原创
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