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级数求和的常用方法.doc
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级数求和的常用方法.doc
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1.7 方程式法.......................................................................................3
1.8 原级数转化为子序列求和......................................................................3
1.9 数项级数化为函数项级数求和................................................................3
1.10 化数项级数为积分函数求原级数和.......................................................4
1.11 三角型数项级数转化为复数系级数.......................................................4
1.12 构造函数计算级数和...........................................................................5
1.13 级数讨论其子序列..............................................................................5
1.14 裂项法求级数和..................................................................................6
1.15 裂项+分拆组合法 7
1.16 夹逼法求解级数和..............................................................................7
2 函数项级数求和 8
2.1 方程式法.......................................................................................8
2.2 积分型级数求和 8
2.3 逐项求导求级数和 9
2.4 逐项积分求级数和 9
2.5 将原级数分解转化为级数..............................................................10
2.6 利用傅里叶级数求级数和..............................................................10
2.7 三角级数对应复数求级数和..........................................................11
2.8 利用三角公式化简级数.................................................................12
2.9 针对 2.7 的延伸...........................................................................12
2.10 添加项处理系数.........................................................................12
2.11 应用留数定理计算级数和............................................................13
2.12 利用 Beta 函数求级数和.............................................................14
参考文献 15
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.. -
级数求和的常用方法
级数要首先考虑敛散性,但本文以级数求和为中心,故涉及的级数均收敛且不过多讨论级数敛
散性问题.
由于无穷级数求和是个无穷问题,我们只能得到一个 的极限和.加之级数能求和的本身就
困难,故本文只做一些特殊情况的讨论,而无级数求和的一般通用方法,各种方法主要以例题形式
给出,以期到达较高的事实性.
1 数项级数求和
1.1 等差级数求和
等差级数为简单级数类型,通过比拟各项得到其公差,并运用公式可求和.
,其中 为首项, 为公差
证明: ①, ②
①+② 得:
因为等差级数
所以 此证明可导出一个方法“首尾相加法〞见 1.2.
1.2 首尾相加法
此类型级数将级数各项逆置后与原级数四那么运算由首尾各项四那么运算的结果一样,便化为
一简易级数求和.
例 1:求 .
解: , ,两式相加得:
,即:
.
1.3 等比级数求和
等比级数为简单级数类型,通过比拟各项得到其公比并运用公式可求和.
当 =1, ;当 ≠1, ,其中 为首项, 为公比.
证明:当 =1,易得 ,
当 ≠1, ①, ②,
①-② 得 .可以导出一种方法“错位相减〞见下 1.4
. . word.zl-
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1.4 错位相减法
此方法通常适用于等差与等比级数混合型,通过乘以等比级数公比 ,再与原级数四那么运算
后化为等差或等比级数求和.
例 2:计算 .
解: ①, ②,
②-① 得: ,
=3.
1.5 蕴含型级数相消法
此类型级数本身各项之间有蕴含关系,通过观察可知多项展开会相互之间相消局部项,从而化
简级数求和.
例 3:计算 .
解:将各项展开可得:
,所以 .
1.6 有理化法求级数和
对于一些级数通项含有分式根式的级数,我们可以仿照数学中经常使用的方法“有理化〞处理,
以期到达能使得级数通项化简,最后整个级数都较容易求和.
例 4:计算 .
解:可以看出此级数含根式较多,因此尝试运用有理化的方法去处理,即通项
,对其分母有理化得:
,那么原级数可以采用本文中的 1.5“蕴含
型级数相消法〞,那么可以快速求得级数和的极限为 1.
1.7 方程式法
此型级数通过一系列运算能建立级数和的方程式,通过解方程求解级数和.准确建立方程是关键
问题,方程类型不固定,有类似与微分方程之类的,故要视具体情况建立方程,解方程也要准确,
才能求出级数和.
例 5:计算 ,其中 .
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wsbhm62
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