无穷级数习题1

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辽宁工业大学高数习题课11-1

∞
an ≥ 0
正项级数
二,判别常数项级数收敛的解题方法
的敛散性, 判别常数项级数∑an的敛散性,应先考察是否有
n=1
liman = 0 成立.若不成立,则可判定级数发散; 成立.若不成立,则可判定级数发散;
n→∞
若成立,则需作进一步的判别. 若成立,则需作进一步的判别.
此时可将常数项级数分为两大类,即正项级数与任意项级数. 此时可将常数项级数分为两大类,即正项级数与任意项级数. 对于正项级数,可优先考虑应用比值法或根值法. 对于正项级数,可优先考虑应用比值法或根值法.若此二方法失效,则可利用比较法(或定义)作进一步判别; 二方法失效,则可利用比较法(或定义)作进一步判别; 对于任意项级数, 是否收敛. 对于任意项级数,一般应先考虑正项级数 ∑ an 是否收敛. 若收敛,则可判定原级数收敛,且为绝对收敛; 若收敛,则可判定原级数收敛,且为绝对收敛;
n=1
∞
问题是熟练掌握一批已知正项级数的敛散性(如几何级数, 问题是熟练掌握一批已知正项级数的敛散性(如几何级数,
p 级数等),然后根据 an 的特点,进行有针对性的放缩. 级数等), ),然后根据的特点,进行有针对性的放缩.
a nn! 的收敛性. 【例6】判别级数 ∑ nn 的收敛性. 】 n =1
un+1 ∵ = un e >1 1 n (1 + ) n
∴ un+1 > un lim un ≠ 0
n →∞
所以,原级数发散. 所以,原级数发散. 的因子时, 注:在级数一般项 un 中,若含有形如 nk , an , n!, nn 的因子时, 适于使用比值审敛法. 适于使用比值审敛法.
1 的敛散性. 【例7】判断级数∑ [ln(n + 1)]n 的敛散性】 n =1

考研数学三(无穷级数)模拟试卷1(题后含答案及解析)

考研数学三（无穷级数）模拟试卷1(题后含答案及解析)题型有：1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

1．设pn=(an+丨an丨）/2，qn=(an-丨an丨）/2，n=1,2,…,则下列命题正确的是A．若an条件收敛，则pn与qn都收敛B．若an绝对收敛，则pn与qn都收敛C．若an条件收敛，则pn与qn的敛散性都不定D．若an绝对收敛，则pn与qn的敛散性都不定正确答案：B 涉及知识点：无穷级数2．设一下命题：①若(u2n-1+u2n)收敛，则un收敛.②若un收敛，则un+1000收敛.③若un+1/un＞1，则un发散.④若(un+vn)收敛，则un，vn都收敛.则以上命题中正确的是A．①②B．②③C．③④D．①④正确答案：B 涉及知识点：无穷级数3．设an＞0，n=1,2,…,若an发散，（-1）n-1an收敛，则下列结论正确的是A．a2n-1收敛，a2n发散.B．a2n收敛，a2n-1发散.C．(a2n-1+a2n)收敛.D．(a2n-1-a2n)收敛.正确答案：D 涉及知识点：无穷级数4．若an收敛，则级数A．丨an丨收敛B．（-1）nan收敛C．anan+1收敛D．(an+an+1)/2收敛正确答案：D 涉及知识点：无穷级数5．设{un}是数列，则下列命题正确的是A．若un收敛，则（u2n-1+u2n）收敛.B．若(u2n-1+u2n)收敛，则un收敛.C．若un收敛，则(u2n-1-u2n)收敛.D．若(u2n-1-u2n)收敛，则un收敛.正确答案：A 涉及知识点：无穷级数6．已知级数据对收敛，级数条件收敛，则A．0＜a≤1/2B．1/2＜a≤1C．1＜a≤3/2D．3/2＜a＜2正确答案：D 涉及知识点：无穷级数7．下列各项正确的是A．B．C．D．正确答案：A 涉及知识点：无穷级数8．设un=（-1）2ln，则级数A．B．C．D．正确答案：C 涉及知识点：无穷级数9．设an＞0（n=1，2，…，且an收敛，常数λ∈（0，π/2),则级数（-1）n(ntanλ/n)a2nA．绝对收敛B．条件收敛C．发散D．敛散性与λ有关正确答案：A 涉及知识点：无穷级数10．设un≠0（n=1,2，…），且A．发散B．绝对收敛C．条件收敛D．收敛性根据所给的条件不能判定正确答案：C 涉及知识点：无穷级数11．的收敛半径为A．5B．4C．3D．2正确答案：A 涉及知识点：无穷级数12．设幂级数anxn的收敛半径为3，则幂级数nan(x-1)n+1的收敛区间是A．(-2,4）B．(-2,5）C．(-2,3）D．(-2,1）正确答案：A 涉及知识点：无穷级数13．设β，α1，α2线性相关，β，α2，α3线性无关，则( )．A．α1，α2，α3线性相关B．α1，α2，α3线性无关C．α1可用β，α2，α3线性表示D．β可用α1,α2线性表示正确答案：C 涉及知识点：无穷级数填空题14．已知幂级数an(x+2)n在x=0处收敛，在x=-4处发散，则幂级数an(x-3)n 的收敛域为______.正确答案：(1,5] 涉及知识点：无穷级数15．设{an}单调减少，an=0，Sn=ak(n=1,2,…)无界，则幂级数an（x-1)n的收敛域为_______.正确答案：[0,2) 涉及知识点：无穷级数16．已知二次型f(x1，x2，x3)=x12+ax22+x32+2x1x2-2ax1x3-2x2x3的正、负惯性指数都是1，则a=_________．正确答案：-2 涉及知识点：无穷级数17．设向量组α1，α2，α3线性无关，问常数a，b，c满足什么条件时，aα1-α2，bα2-α3，cα3-α1线性相关?正确答案：abc=1．涉及知识点：无穷级数解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

考研数学一(无穷级数,常微分方程)历年真题试卷汇编1(题后含答

考研数学一（无穷级数，常微分方程）历年真题试卷汇编1(题后含答案及解析)题型有：1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题选择题下列每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

1．(2009年试题，一)设有两个数列{an}，{bn}，若则( )．A．当收敛时，anbn收敛B．当发散时,anbn发散C．当收敛时,an2bn2收敛D．当发散时,an2bn2发散正确答案：C解析：A选项的反例可取an=bn=；B，D选项的反例可取an=bn=故正确答案为C．解析二考察选项C．由知，{an}有界；由收敛知．即{｜bn｜}也有界．又0≤an2bn2=an｜bn｜｜bn｜≤M｜bn｜(M为常数)，根据比较敛法知，an2bn2收敛，正确答案为C．知识模块：无穷级数2．(2006年试题，二)若级数收敛，则级数( )．A．收敛B．收敛C．收敛D．收敛正确答案：D解析：由级数收敛推出收敛；再由线性性质推出收敛，即收敛．故选D．知识模块：无穷级数3．(2004年试题，二)设为正项级数．下列结论中正确的是( )．A．若，则级数收敛B．若存在非零常数λ，使得则级数发散C．若级数收敛，则D．若级数发散，则存在非零常数λ，使得正确答案：B解析：由题设，为正项级数，可通过举反例的方法一一排除干扰项．关于A，令则发散，但故A可排除；关于C，令则收敛，但，故C也可排除；关于D，令则发散，但．即D也排除；关于B，由于发散，则由正项级数的比较判别法知发散，综上，选B．知识模块：无穷级数4．(2002年试题，二)设un≠0(n=1，2，3，…)，且则级数( ).A．发散B．绝对收敛C．条件收敛D．收敛性根据所给条件不能判定正确答案：C解析：由题设，令而由已知则根据比较判别法知发散，则原级数不是绝对收敛，排除B，考虑原级数的部分和，即由已知从而．因而所以即原级数条件收敛，选C．知识模块：无穷级数5．(2000年试题，二)设级数收敛，则必收敛的级数为( )．A．B．C．D．正确答案：D解析：观察四个选项，结合题设收敛，可知D中必然收敛，因为它是两个收敛级数和逐项相加所得，关于其余三个选项，可逐一举出反例予以排除．关于A，令不难验证是收敛的交错级数，而是发散级数；关于B，令同样有为收敛的交错级数，而是发散级数；关于C，令则是收敛的交错级数，而，当n→∞时，而级数发散，因此发散．综上，选D．一般通过举反例来排除错误选项时，常以P级数．级数(当P>1时，绝对收敛；0(当P>1时，收敛；P≤1时，发散)作为反例，其中P的取值根据具体情况而定．知识模块：无穷级数6．(2011年试题，一)设数列{an}单调减少，无界，则幂级数的收敛域为( )．A．(一1，1]B．[一1，1)C．[0，2)D．(0，2]正确答案：C解析：因为{an}单调减少所以an＞0(n=1，2，…)，由交错级数的莱布尼兹法则，收敛，因为无界，所以级数发散，则的收敛域为[一1，1)，故原级数的收敛域为[0，2)．故选C．知识模块：无穷级数7．(1999年试题，二)设其中则等于( )．A．B．C．D．正确答案：C解析：由题设，所给S(x)为余弦级数，周期为2，将f(x)作偶延拓，并由傅里叶级数收敛定理，知所求和函数值为选C。

无穷级数习题课(1)

故由比较审敛法的极限形式，原级数收敛。
5
解法2：由比值审敛法
6n1
lim an1 a n
n
lim
n
7n1 5n1 6n
6(7n 5n )
lim
n
7n1
5n1
7n 5n
lim
n
6(1 ( 5)n ) 7
1 ( 5)n1
6 7
1
7
故由比值审敛法知原级数收敛。
6
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功能的一种设计方式。
e e x x
x x
e0
1
n
x
x
lim
n
an
1
0
由级数收敛的必要条件，原级数发散。
4
【例3】判别级数
n1
6n 7n 5n
的收敛性。
解法1：此级数为正项级数，
an
6n 7n 5n
6n
lim 7n 5n lim 1 1
n ( 6 )n
n 1 ( 5)n
7
7
而级数 ( 6 )n 为等比级数收敛， n1 7
n1
2
三、典型例题
【例1】判别级数 n1
2n 3n
1
的收敛性，并求级数的和。
解：
由于
an
2n 3n
1
3n 3n
n1 3n
n 3n1
n1 3n
，由定义
2 23 3 4
Sn
(1
) 3
( 3
32
)
( 32
33
)
n ( 3n1
n1 3n )

高数一第7章无穷级数作业解答

u

n
的部分和为 sn
3．已知 lim nun 0 ，级数
n
(n 1)(un1 un ) 收敛，证明级数 un 也收敛.
n 1 n 1 n n n i 1 i 1 i 1

证明： sn
(i 1)(ui1 ui ) [(i 1)ui1 iui ] ui (n 1)un1 u1 ui ，
2．若级数
an2 及 bn2 都收敛，证明级数 (an bn )2 也收敛.
n 1 n 1 n 1
证明：因级数
a
n 1

2 n
及
b
n 1

2 n
都收敛，所以级数
(2a
n 1

2 n
2bn2 ) 收敛. 又因
2 2 (an bn ) 2 2an 2bn2 (an bn ) 2 2an 2bn2 ，
i 1 n i 1
n
n ui (n 1)un 1 u1 sn .
因 lim nun 0 ，且 lim sn 存在，所以 lim n 存在，也即级数
n n n
u
n 1
n
收敛.
无穷级数作业 2
1．用比较审敛法或其极限形式判别下列级数的收敛性：
cos 2 n （2）； n2 n 1
解：因
1 cos 2 n 1 ，且收敛，所以原级数也收敛. 2 2 2 n n n 1 n

（3）
sin 2
n 1

n
；
解：因 sin

2
n

数学竞赛无穷级数(一)

n!1an 1
an 1
1
lim
ˇˇf .x/ˇˇ dx D 0. 记 un
f .x/ dx. 则无穷级数 P un 的敛散性
n!1 an
an
nD1
b
与瑕积分 f .x/ dx 的敛散性相同。
f .x/ dx 的敛散性相同。
nDa
a
3. 广义积分与无穷级数的收敛性的联系
定理 5 设 a 为一整数，函数 f .x/ > 0 在 Œa; C1/ 上单调减少，un
1
C1
f .n/. 则无穷级数 P un 的敛散性与广义积分
f .x/ dx 的敛散性相同。
nDa
a
例4
当实数
p
取何值时，级数
1
P
D
lim
n!1
anC1 .n C 1/Š.an nŠ
.n C 1/nC1
nn
D
lim
n!1
ann .n C 1/n
a
a
D lim
n!1
1
C
1 n
nD e:
所以当 a < e 时，原级数收敛；当 a > e 时，发散。
例1
设
a
>
0
为常数，试判断级数
1
P
nD1
an nŠ nn
的敛散性。
解注意到
D
lim
n!1
anC1 .n C 1/Š.an nŠ
.n C 1/nC1
nn
D
lim
n!1
ann .n C 1/n
a
a
D lim
n!1
1
C
1 n
nD e:

8月5日二重积分+无穷级数[1]

0
cos x) dx = 1.
建议 02 cos xdx = 02 sin xdx = 1
要背下来.
例(19xf ( y )dy = baf ( x) (b x)dx
证法一交换积分次序,本来先积
I=
10dx
2 x
xf (x,y)dy.
例(1997年专升本试题)
交换二重积分
I=
10dx
fx2
0
(
x,
y
)
dy
+
12dx
2 0
xf ( x,y)dy
的积分次序.
23
12dy y2f ( x,y) dx = f ( x, y)dxdy D
= 12dx 1xf ( x, y )dy
故应选C.
例(1994年专升本试题)
D
= lim f ( 0 i=1
i,
i)
i.
2. 二重积分的几何意义
当被积函数大于零时，二重积分是
柱体的体积．
当被积函数小于零时，二重积分是
2
如果在 D 上，f (x,y) = 1, 且 D 的面
积
为 ,则
= 1d = d .
D
D
性质 4 对区域具有可加性,如果
D=D1+D2, 则
f (x,y)d = f (x,y)d + f (x,y)d .
解根据后积先定限可知, 在 D
上, 1 y 2, 再根据限内一条
线,在D上,
y x 2, 于是 D 的图形如图所
示. 对积分交换顺序即得
21
根据后积先定限,限内一条线可知
D1 :
0 0
y x
y1; D2 :

(完整版)无穷级数习题及答案.doc

第十一章无穷级数(A)用定义判断下列级数的敛散性1． n 2n 1；．1；3． 11 。

2n 1 2n 2n2n 13 n5 nn 1判断下列正项级数的敛散性．n! ；5． n e； 6．n 1；7． 2n 3；8． n 4 ；n 1 e n1 2nn 1 n n 3 n 1 n! n 1 100 n nn nn1 n9．；10．3n n 12n。

n 11求下列任意项级数的敛散性，收敛时要说明条件收敛或绝对收敛．1n 1n 1 ； 12．1n1； 13．1.1 1.01 1.001 1.0001；112 nln nn 1n 214．122 2 3 1 4 1 ；21 32 4 2求下列幂级数的收敛半径和收敛区间．3n x n；16．1 n x n ； 17．n! xn；．1 n；n n n 1 2n n n 1 n n 1n 119．1 2n 1； 20． n 2n；1 2 n 1xn 1 3 n xn求下列级数的和函数21． n 1 nxn 1； 22． n 1 21n 1 x2n 1；将下列函数展开成 x x 0 的幂的级数23． shx e xe x ， x 00 ；24． cos 2 x ， x 00 ；225． 1 x ln 1 x ， x 00 ； 26． 1， x 0 3 ；x将下列函数在区间, 上展开为付里叶级数27． A xcos x，x。

28． f x 2t ， x22x , 3x t 029．将函数 f x, 0 t 3 展开成付里叶级数。

xx, 0 xl2分别展开成正弦级数和余弦级数。

30．将函数 f xllx , x l2(B)用定义判断下列级数的敛散性1．1；2．1； 3．n 2 2 n 2n 03n 1 3n4n 1n n 1 n2n 1判断下列正项级数的敛散性2n n!2n2n3n na n．； 5．；6．，( a 0 )；4n3n 12n nn 1nn1n 11nb7．，其中 a na ( n)， a n ， b ， a 均为正数；n 1a n11x8．n，( a 0)；9． n 42x ；1 n 1 0 1 x n 1 1判断下列任意项级数的敛散性，收敛时要说明条件收敛或绝对收敛n 12 n 2n 1ln 2110．1；11．n 1；12．1n 1 nn!12 n 13n 2 3nn 1n 1nn 1求下列幂级数的收敛半径和收敛域．nx 2 n；14．x n ，( a 0 ,b 0 )； 1312n!n 1 anb nn 115．n12 n 1； 16． 3n2 nn；12 n4 n x 5x 1 n 1n 1n求下列级数的和函数17． nx 2n ；18．2n 1x 2 n ； 19． n 2 x n ；n 1n 1n ! n 120．求证： ln 21；n ；； 2将下列函数展开成 xx 0 的幂的级数21．f x21，x 0 0 ；22．f x12 ，x 01；23． x ，x 0 0 ； 2x3x 1x1 x 224．证明偶函数的付里叶级数数仅含余弦项；25．写出函数 f x1 x 2k ， x2k 1 , 2k1 ， k 0, 1, 2,的2付里叶级数，并讨论收敛情况。

无穷级数必考经典习题(附答案).pdf

无穷级数同步测试一、单项选择题1．下列结论中，错误的是（）()A 若lim 0→∞≠n n u ，则级数21∞=∑n n u 发散.()B 若级数1∞=∑n n u 绝对收敛，则21∞=∑n n u 收敛.()C 若级数1∞=∑n n u 收敛，则21∞=∑n n u 收敛.()D 若级数21∞=∑n n u 收敛，则lim 0→∞=n n u 收敛.2．已知幂级数1(1)∞=−∑nn n a x 在0=x 处收敛，在2=x 处发散，则该级数的收敛域（）()[0,2)()(0,2]()(0,2)()[0,2]A B C D3．已知幂级数1∞=∑nn n a x 的收敛半径1=R ，则幂级数0!∞=∑n n n a x n 的收敛域为（）()(1,1)()[1,1)()(1,1]()(,)−−−−∞+∞A B C D4. 设常数0>x ，则级数11(1)sin ∞−=−∑n n x n （）. ()A 发散 ()B 条件收敛 ()C 绝对收敛 ()D 收敛性与x 有关二、填空题5. 级数11()2∞=∑nn n 的和为 .6．2!lim(!)→∞=n n n .7．已知级数22116π∞==∑n n ，则级数211(1)∞=−=∑n n n .8．幂级数2101!∞+=∑n n x n 的和函数()=S x . 三、解答题9.判断下列运算过程是否正确，若不正确，指出错误所在，并给出正确解法.级数∞=n n .又由于0=n，但=n u 不是单调递减的，由此得出该级数不满足莱布尼茨定理的第二个条件，故级数发散.10.讨论级数21(0)(1)(1)(1)∞=≥+++∑nn n x x x x x 的敛散性.11.求级数11(21)2∞=+∑nn n n 的和. 12.将2()ln(3)=−f x x x 展开为1−x 的幂级数. 13.求极限2313521lim()2222→∞−++++nn n . 14.验证函数3693()1()3!6!9!(3)!=++++++−∞<<+∞n x x x x y x x n 满足微分方程()()()'''++=xy x y x y x e ，并求幂级数30(3)!∞=∑nn x n 的和函数.第九章多元函数微分法及其应用同步测试B 答案及解析一、单项选择题答案详细解析1. 解利用级数的性质.若lim 0→∞≠n n u ，则2lim 0→∞≠nn u ，因此级数21∞=∑n n u 发散， ()A 正确；若1∞=∑n n u 绝对收敛，即1∞=∑n n u 收敛，则lim 0→∞=n n u ，2lim lim 01→∞→∞==<nn n n nu u u根据正项级数的比较审敛法知21∞=∑n n u 收敛，()B 正确；若级数21∞=∑n n u 收敛，则2lim 0lim 0→∞→∞=⇒=nn n n u u ，()D 正确；故选()C .事实上，令(1)=−nn u ，则1∞=∑n n u 收敛，但2111∞∞===∑∑n n n u n发散. 『方法技巧』本题考查级数收敛的必要条件及正项级数的比较审敛法. 『特别提醒』比较审敛法只限于正项级数使用.2.解由于幂级数1(1)∞=−∑n n n a x 在0=x 处收敛，则该级数在以1为中心，以0和1之间的距离1为半径的开区间11−<x ，即02<<x 内，级数绝对收敛.又级数在2=x 处发散，则在以1为中心，以1和2之间的距离1为半径的区间外11−>x ，即0<x 或2>x 内，级数发散.因此级数的收敛区间（不含端点）为(0,2)，则收敛域为[0,2)，故选()A .『方法技巧』本题考查幂级数的阿贝尔定理.『特别提醒』阿贝尔定理经常出现在各类考试的选择题或填空题中，要求大家熟练掌握它.3. 解由于1∞=∑n n n a x 的收敛半径1=R ，则有1lim1→∞+=nn n a a . 幂级数0!∞=∑nn n a x n 的收敛半径为 11!lim lim (1)(1)!→∞→∞++'==+=+∞+nn n n n n a an R n a a n ，因此收敛域为(,)−∞+∞，故选()D .『方法技巧』本题考查幂级数的收敛半径和收敛域. 由于级数是标准的幂级数，直接代入公式即可求出收敛半径=+∞R .4. 解由于存在充分大的n ，有,sin 02π<>x xn n，所以从某时刻开始，级数1(1)sin ∞−=−∑k k nxk 是交错级数，且满足 sin sin ,limsin 01→∞≤=+k x x x k k k ，即满足莱布尼茨定理的条件，所以此交错级数收敛，而前有限项（1−n 项）不影响级数的敛散性，因此原级数11(1)sin ∞−=−∑n n xn 收敛.又由于sinlim 01→∞=>n xn x n，因此级数111(1)sin sin ∞∞−==−=∑∑n n n x x n n 发散，所以原级数11(1)sin ∞−=−∑n n xn 条件收敛，故选()B .『方法技巧』本题考查正项项级数的比较审敛法及绝对收敛、条件收敛的概念和级数的性质.『特别提醒』解题中需要说明，此级数可能不是从第一项就是交错级数，从某项以后为交错级数，而前有限项不影响级数的敛散性. 二、填空题 5. 2 6. 0 7. 212π− 8. 2x xe答案详细解析5. 解考查幂级数1∞=∑n n nx ，其收敛域为(1,1)−.由111∞∞−===∑∑nn n n nx x nx，令11()∞−==∑n n f x nx ，则111()1∞∞−=====−∑∑⎰⎰xxn n n n x f x dx nx dx x x因此21()()1(1)'==−−x f x x x ，故21()(1)∞===−∑nn x nx xf x x ，所以 2111112()()21222(1)2∞====−∑n n n f 『方法技巧』本题考查幂级数的收敛域及和函数.求常数项级数的和经常转化为讨论幂级数的和函数在确定点的值.『特别提醒』在幂级数求和时，经常使用逐项积分和逐项求导的方法，将其转化为熟悉的幂级数（如等比级数），注意级数的第一项（0=n 或1=n ）.6. 解考虑级数21!(!)∞=∑n n n ，由比值审敛法 212(1)!(!)1lim lim lim 01![(1)!]1+→∞→∞→∞+===<++n n n n nu n n u n n n 因此级数21!(!)∞=∑n n n 收敛，由收敛级数的必要条件得2!lim 0(!)→∞=n n n . 『方法技巧』本题考查利用收敛级数的必要条件求极限.这是求数列极限的一种方法，有些数列变形十分复杂，可考虑将其作为级数的一般项讨论.7. 解由题设 222211111236π∞==+++=∑n n，则2222222111111111(2)42464624ππ∞∞====++=⨯=∑∑n n n n 22222222111111111(21)35(2)6248πππ∞∞∞====+++=−=−=−∑∑∑n n n n n n 故 222222222111111111(1)122234(21)6812πππ∞∞∞===−=−+−+−=−=−⨯=−−∑∑∑nn n n n n n 『方法技巧』本题考查收敛级数的性质——收敛级数的代数和仍收敛（此性质只适用于收敛级数）.『特别提醒』一些同学不熟悉符号∑，可以将其写成普通和的形式，看起来会方便一些.8. 解由于函数xe 的幂级数展开式为 01()!∞==−∞<<+∞∑xnn e x x n ，而 2122000111()!!!∞∞∞+=====∑∑∑n n n n n n x x x x x n n n 因此 22120011()()!!∞∞+=====∑∑n n x n n S x x x x xe n n .『方法技巧』本题考查指数函数()=x f x e 的幂级数展开式01()!∞==−∞<<+∞∑xnn e x x n 一般而言，若幂级数的系数为1!n 时，求和时可能与指数函数x e 有关；若幂级数的系数为1(21)!−n 或1(2)!n 时，求和时可能与三角函数sin x 或cos x 有关.三、解答题9. 解判断条件收敛的运算过程是错误的.由于lim11→∞→∞===n n n n u ，因此由比较审敛法知，级数∞=n2∞=n n 不是绝对收敛的.错误在于：莱布尼茨定理是判断交错级数收敛的一个充分条件，不是必要的，因此并不能说明不满足莱布尼茨定理的第二个条件，级数就一定不收敛.本题的正确解法要用级数收敛的充分必要条件，即研究lim →∞n n S 是否存在.正确解法：212⎛=+++ ⎝n S n由于每个括号均为负数，因此2n S 单调递减，且有212⎛=+++⎝n S n12⎛>+++⎝n=> 因此2lim →∞n n S 存在，不妨设2lim →∞=n n S S ，而21221221lim lim()lim lim 0+++→∞→∞→∞→∞=+=+=+=+=n n n n n n n n n n S S u S u S S S从而得到lim →∞=n n S S ，即级数∞=n n .『方法技巧』本题考查绝对收敛和条件收敛的概念、莱布尼茨定理的应用及级数收敛的充分必要条件.1∞=∑nn u收敛⇔部分和n S 的极限存在，即lim →∞=n n S S『特别提醒』莱布尼茨定理是判断交错级数收敛的充分非必要条件，即使不满足莱布尼茨定理，级数也可能收敛.10. 解由于级数的一般项中含有连乘的形式，所以用比值审敛法1111lim 0 111limlim0111 12→∞+++→∞→∞⎧⎪=>⎪⎪+⎪⎪==≤<⎨+⎪⎪=⎪⎪⎪⎩n n n n n n n nx x x u xx x u x x 故对任意的0≥x ，原级数均收敛.『方法技巧』本题考查正项级数的比值审敛法.若正项级数的一般项中含有连乘（包括阶乘!n ）时，一般考虑用比值审敛法判断级数的敛散性.『特别提醒』由于x 的范围不同，1lim+→∞n n nu u 不同，故需要分别进行讨论，但不论什么情况，极限值均小于1，因此级数收敛.11. 解考虑幂级数21(21)∞=+∑nn x n n由于2211(1)(23)limlim 1(21)+→∞→∞++==+n n n nu n n x x u n n ，故其收敛半径为1=R ，而当1=±x 时，级数11(21)∞=+∑n n n 均收敛，因此幂级数的收敛域为[1,1]−.令 22111()(1)(21)(21)+∞∞====<++∑∑n n n n x x S x x x n n n n则 2212112(),()21∞∞−=='''===−∑∑n n n n x xS x S x x n x 因此 22002()(0)()ln(1)1''''−===−−−⎰⎰xxxS x S S x dx dx x x又 (0)0'=S ，则 2()ln(1)'=−−S x x ，同理2201()(0)()ln(1)ln(1)2ln1+'−==−−=−−+−−⎰⎰xxxS x S S x dx x dx x x x x而 (0)0=S ，则 21()ln(1)2ln1+=−−+−−xS x x x x x，故1111)](21)22∞====+−+∑nn n n2ln 21)=++『方法技巧』本题考查利用幂级数求常数项级数的和，这是一种常用方法，关键要做出合适的幂级数.本题由于级数一般项的分母中含有因式21+n ，故所做级数为21(21)∞=+∑n n x n n，此时只要令=x ，即为所求的常数项级数.『特别提醒』在求幂级数的和时，不要忽略了收敛域的讨论，要保证常数项级数是幂级数取收敛域内的点.12. 解 2()ln(3)ln ln(3)=−=+−f x x x x x1ln[1(1)]ln[2(1)]ln[1(1)]ln 2ln[1()]2−=+−++−=+−+++xx x x 由于 234111ln(1)(1)(1)(11)234∞−−=+=−+−++−+=−−<≤∑nnn n n x x x x x x x x nn则 11111()(1)2()ln 2(1)(1)∞∞−−==−−=+−+−∑∑n nn n n n x x f x n n12111(1)(1)ln 2(1)(1)2∞∞−−==−−=+−+−∑∑n nn n nn n x x n n 111(1)ln 2[(1)]2∞−=−=+−−∑nn n n x n且满足1111112−<−≤⎧⎪⎨−−<≤⎪⎩x x，即 02<≤x . 『方法技巧』本题考查形如()ln(1)=+f x x 的函数展开式及收敛域11−<≤x .首先将2()ln(3)=−f x x x 化为1()ln[1(1)]ln 2ln[1()]2−=+−+++xf x x ，将第一项中的1−x 看成标准形中的x ，第二项中的12−x看成标准形中的x ，再展开. 『特别提醒』 ()ln(1)=+f x x 的展开式可以用如下方法记忆：由于 231111111(1)(1)1∞−−−−==−+−++−+=−+∑n n n n n x x x xx x两边积分得11234011111(1)(1)ln(1)1234−−∞=−−+==−+−+++=+∑⎰n n xnnn x dx x x x x x x x n n13. 解所求极限实际上是级数1212∞=−∑nn n 的和，因此可考虑幂级数 221(21)∞−=−∑n n n x令 22221222111()(21)()()1(1)∞∞−−==+''=−===−−∑∑n n n n x x S x n xxx x故2321113521112lim()31222222(1)2→∞+−++++===−n n n S 『方法技巧』本题考查利用级数的和求其部分和的极限.关键是找到一个适当的幂级数，利用它求出常数项级数的和，再利用级数收敛的充要条件求极限.『特别提醒』 1212∞=−∑nn n 不刚好等于S ，而是相差12倍. 14. 解当(,)∈−∞+∞x 时，3693()13!6!9!(3)!=++++++n x x x x y x n ，(0)1=y则 25831()2!5!8!(31)!−'=+++++−n x x x x y x n ，(0)0'=y4732()4!7!(32)!−''=+++++−n x x x y x x n ，故4732258314!7!(32)!2!5!8!(31)!−−'''++=+++++++++++−−n n x x x x x x x y y y x n n369313!6!9!(3)!+++++++n x x x x n2345612!3!4!5!6!!=++++++++++=n x x x x x x x x e n所以()y x 满足方程'''++=x y y y e .由于幂级数30(3)!∞=∑nn x n 的和函数为()y x ，因此所要求的是二阶常系数非齐次线性微分方程 '''++=x y y y e 的满足条件(0)1,(0)0'==y y 的特解()y x .其特征方程为210++=r r ，特征根为1,2122=−±r i ，对应的齐次方程的通解为212(cossin )22−=+x Y e C x C x ，又因1λ=不是特征根，则其特解形式为*=x y Ae ，代入原方程，解得13=A ，故微分方程的通解为11 2121(cos sin )223−=++x x y e C x C x e ，将(0)1,(0)0'==y y 代入得122,03==C C ，所求微分方程的特解为221cos 323−=+x x y e x e 因此32021cos (3)!323∞−==+∑x n x n x e x e n 『方法技巧』本题考查幂级数逐项求导及二阶常系数非齐次线性微分方程的求通解和特解.。

高数课件28无穷级数1常数项级数审敛法

应用举例
对于形如$sum a^{n^2}$的级数，我们可以通过根号审敛法来判断其敛散性。
积分审敛法及其他方法简介
积分审敛法原理
设$f(x)$在$[1, +infty)$上非负且单调减少，则级数$sum_{n=1}^{infty} f(n)$与广义积分$int_{1}^{+infty} f(x) dx$同敛散。
和函数求解技巧和性质总结
和函数求解技巧
和函数是幂级数的和，可以通过逐项积分、逐项求导等方法求解。在求解过程中，需要注意积分和求导后的收敛半径可能发生变化。
和函数性质
和函数具有连续性、可积性、可导性等性质。在收敛域内，和函数可以表示为原函数的形式，从而方便进行各种运算和分析。
典型例题分析与解答
足单调递减条件，因此不能用莱布尼茨判别法判断其敛散性。实际上，该级数发散。 • 例题2：判断级数$\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac{1}{n^2}$的敛散性。 • 解答：该级数为交错级数。对于数列$\frac{1}{n^2}$，由于$\frac{1}{(n+1)^2} < \frac{1}{n^2}$且$\lim{n
VS
交错级数性质
若交错级数收敛，则其满足$u_{n+1} leq u_n$，且$lim_{n to infty}u_n = 0$。
莱布尼茨判别法原理及应用举例
莱布尼茨判别法原理
对于交错级数$sum_{n=1}^{infty}(-1)^{n-1}u_n$，若数列${u_n}$单调递减且$lim_{n to infty}u_n = 0$，则该级数收敛。
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该幂级数的系数是 $frac{1}{n}$，可以通过比值法或根值法求出收敛半径为1。然后通过对幂级数逐项积分或逐项求导等方法求出和函数为$lnfrac{1}{1-x}$，但需要注意收敛域为$(-1,1)$。

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无穷级数习题一选择题1、若极限lim 0n n u →∞≠，则级数1nn u∞=∑ ( B )A 、收敛；B 、发散；C 、条件收敛；D 、绝对收敛。

2、如果级数1nn u∞=∑发散，k 为常数，则级数1nn ku∞=∑ ( B )A 、发散；B 、可能收敛；C 、收敛；D 、无界。

4、若级数1nn u∞=∑收敛,n s 是它前n 项部分和,则该级数的和s =( D )A 、 n sB 、 n uC 、 l i m n x u →∞D 、 lim n x s →∞5、级数2221111()()()234++++ 是( C )A 、幂级数B 、调和级数C 、p 级数 D.等比级数6、在下列级数中,发散的是 ( B )A 、1n ∞=∑ B 、0.01C 、111248+++ D 、 2343333()()()5555-+-+ 8、如果级数1nn u∞=∑收敛，且0(0,1,2,3),n u n ≠= 其和为,s 则级数11n nu∞=∑（ C ）；A 、收敛且其和为1s； B 、收敛但其和不一定为s ； C 、发散； D 、敛散性不能判定。

9、下列级数发散的是（ D ）A 、n n n 1)1(11∑∞=-- B 、 )111()1(11++-∑∞=-n n n n C 、nn n1)1(1∑∞=-D 、)1(1nn ∑∞=-10、设常数0,a ≠几何级数1nn aq∞=∑收敛，则q 应满足( B )A 、 1;q <B 、 11;q -<<C 、1;q <D 、 1.q >11、若p 满足条件( B ),则级数211p n n∞-=∑一定收敛；A 、 0;p >B 、 3;p >C 、 2;p <D 、 23.p <<12、若级数211p n n∞-=∑发散，则有（ C ）；A 、 2;p >B 、 3;p >C 、 3;p ≤D 、 2.p ≤13、下列级数绝对收敛的是（ A ）A 、∑∞=-2)1(n nnnB 、nn n 1)1(21∑∞=-- C 、 ∑∞=-1ln )1(n nnD 、 ∑∞=--2321)1(n n n14、下列级数收敛的是（ B ）A 、 ∑∞=+1)1l n (1n n B 、 ∑∞=+-1)1ln()1(n nn C 、∑∞=+-112)1(n nn nD 、 ∑∞=+112n n n15、下列级数中条件收敛的是（ B ）A 、 ∑∞=⎪⎭⎫ ⎝⎛-132)1(n nn ；B 、∑∞=--11)1(n n n ； C 、∑∞=-+-1112)1(n n n n ；D 、∑∞=--13151)1(n n n。

16、若级数21nn a∞=∑收敛，则级数1nn a∞=∑ （ D ）A 、发散；B 、绝对收敛；C 、条件收敛；D 、敛散性不能判定。

17、若级数11,n nn n a b∞∞==∑∑均发散，则（）A 、1()nn n ab ∞=+∑ 发散； B 、1()nn n ab ∞=+∑ 发散；C 、221()nnn ab ∞=+∑ 发散； D 、1n n n a b ∞=∑ 发散；18、若极限lim n n a a →∞=，则级数11()n n n aa ∞+=-∑ ( )A 、收敛且其和为a-a1；B 、收敛且其和为a ；C 、收敛且其和为0；D 、发散。

19、如果级数1nn u∞=∑收敛，则下列结论不成立的是（ B ）A 、 l i m 0n n u →∞= ； B 、1nn u∞=∑ 收敛；C 、1(nn k uk ∞=∑为常数）收敛； D 、2121()n n n u u ∞-=+∑ 收敛。

20、关于级数11(1)n pn n -∞=-∑收敛的正确答案是（ C ） A 、当1p > 时条件收敛； B 、当01p << 时条件收敛；C 、当01p <≤ 时条件收敛；D 、当01p <≤ 时发散。

21、设0q >,且正项级数(1)(2)nn n q ∞=+∑收敛,则q =( A )A 、 12q <B 、 12q ≤ C 、2q < D 、 2q ≤。

22、交错级数11(1)n n ∞-=-∑（ C ）A 、绝对收敛；B 、发散；C 、条件收敛；D 、敛散性不能判定。

23、设幂级数1nn n a x∞=∑在2x =处收敛，则在1x =-处（ A ）A 、绝对收敛；B 、发散；C 、条件收敛；D 、敛散性不能判定。

24、设 +∞=∞→n n u lim 则级数)11(11+∞=-∑n n n u u （ A ）A 、必收敛于11u B 、收敛性不能判定。

C 、必收敛于0。

D 、一定发散。

25、设幂级数∑∞=-1)2(n n nx a在 2-=x 处收敛，则此幂级数在 5=x 处（ C ）A 、一定发散B 、一定条件收敛C 、一定绝对收敛D 、敛散性不能判定。

26、设幂级数1n n n a x ∞=∑在0x x =处收敛，又极限1lim(0),nn n a R R a →∞+=>则（ C ） A 、00x R ≤≤; B 、0x R > ; C 、 0x R ≤ ; D 、0.x R >27、设幂级数1nn n a x ∞=∑的收敛半径为(0)R R <<+∞，则幂级数12nn n x a ∞=⎛⎫⎪⎝⎭∑的收敛半径为（B ）A 、2R ； B 、2R ； C 、 R ； D 、2R。

28、幂级数13(3)3nn n x n ∞=++∑的收敛半径R =( C )A 、 1B 、. 3C 、13D 、+∞ 29、函数 )1ln(x +的展开式 =+)1ln(x ∑∞=--11)1(n nn nx 的收敛域是（ D ） A 、 )1,1(-； B 、]1,1[- ； C 、 )1,1[- ； D 、]1,1(- 。

30、幂级数24612!4!6!x x x -+-+ 在(,)-∞+∞上的和函数是（ B ） A 、 s i n x ； B 、cos x ； C 、 2ln(1)x + ； D 、x e 。

31、当0x ≠,幂级数01nn x n ∞=+∑的和函数()s x =( )A 、 ln(1)x -B 、 ln(1)x --C 、1ln(1)x x - D 、 1ln(1)x x--32、级数∑∞=++1)5)(4(n n n n的和是（ D ） A 、 1 ； B 、41 ； C 、 51； D 、∞ 。

33、函数22()x f x x e =在(,)-∞+∞内展成x 的幂级数是（ B ）A 、 211(1)(21)!n n n x n -∞=--∑； B 、21!n n x n +∞=∑； C 、 2(1)1!n n x n +∞=∑ ； D 、21!nn x n ∞=∑。

34、函数 )1ln(x +按 )1(-x 幂级数展开式是（ A ）A 、]2,0(,)1()1(11∑∞=---n nn nx B 、 )2,0[,)1()1(11∑∞=---n nn n x C 、]2,0[,)1()1(11∑∞=---n nn nx D 、 ]1,1[,)1()1(11---∑∞=-n nn nx 35、已知2111x x x =+++- ,,则411x-+的幂级数展开式是( D ) A 、 48121x x x ++++ B 、 48121x x x -+-+C 、 48121x x x -----D 、48121x x x -+-+-36、函数()f x =x 的幂级数展开式的前三项是( ) A 、 212139x x -+ B 、 212139x x -++ C 、 214139x x ++ D 、 214139x x -+。