幂级数半径、端点与变量变换

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收敛半径

对,Cauchy—Hadamard 公式给出

若 存在,则 。求出 后只得到开区间 ;两个端点必须代回原级数分别判断。例题:稀疏幂次与非标准系数的收敛域。

系数变换

固定实数 时,系数乘除 不改变半径:,逐项求导与积分也保持半径,但端点可能改变。已知原级数端点性质时,变换后的端点要重新判断。例题:两个同半径幂级数线性组合的半径陷阱。

反向使用信息时也只继承半径:由 的收敛半径可以确定 的收敛半径;前者在端点发散,仍无法确定后者的端点。多项式因子可能恰好破坏原先的端点收敛。例题:含 $n$ 系数的端点信息能否迁移。

若用逐项积分解释半径不变,应先写

再对第二个级数积分得到 。直接积分左端会产生 与 ,不能直接得到目标级数。

已知一点条件收敛

若幂级数在 条件收敛,则,原因是内点绝对收敛,外点发散,条件收敛只能发生在边界。于是离中心更近的点自动绝对收敛。例题:条件收敛点锁定半径。

变量代换

若先有 的半径 ,再令 ,则按求内部区域,并对满足 的每个边界点代回原级数。平方代换 会把同一个端点性质复制到正负两个边界。例题:平方代换与端点复制。

奇偶项与稀疏项

幂次为 时,先把真正的幂变量提出来。对于,令 ;对于 ,直接按 、、 分区判断更短。

若系数在奇偶子列上有不同指数增长率,半径由较大的 决定。例题:奇偶子列决定半径与端点。

和函数的边界

和函数公式通常先在 内通过逐项运算得到。端点能否代入取决于原级数,不能只看闭式是否有有限极限。逐点收敛也不保证边界处连续。例题:逐项取值与边界不连续。

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