求下列幂级数的和函数 ∑(n=1,∞) x^n⼀n(n+1),详细点

2024-11-17 00:54:45
推荐回答(5个)
回答(1):

设S(x)=∑(x^n)/[n(n+1)],n=1,2,……,∞,显然,S(0)=0。

∵x∈[-1,1)时,ln(1-x)=-∑(x^n)/n

∴∑(x^n)/n=-ln(1-x)

又,1/[n(n+1)]=1/n-1/(n+1)

∴S(x)=-∑(x^n)[1/n-1/(n+1)]=-∑(x^n)/n+∑(x^n)/(n+1)]

∴当x≠0时,S(x)=ln(1-x)-(1/x)[ln(1-x)+x]=(1-1/x)ln(1-x)+1

而x=1时,∑1/[n(n+1)]=1,收敛。

故,综上所述,x∈[-1,1]时,∑(x^n)/[n(n+1)]收敛。

且x=0时,∑(x^n)/[n(n+1)]=0;x≠0时,∑(x^n)/[n(n+1)]=(1-1/x)ln(1-x)+1。

对于收敛域上的每一个数x,函数项级数都是一个收敛的常数项级数,因而有一确定的和。因此,在收敛域上函数项级数的和是x的函数。

扩展资料:

从数列收敛的柯西准则得出级数收敛的柯西准则 :∑un收敛<=>任意给定正数ε,必有自然数N,当n>N,对一切自然数 p,有|u[n+1]+u[n+2]+…+u[n+p]|<ε,即充分靠后的任意一段和的绝对值可任意小。

正项级数代表着收敛性最简单的情形。在这种情形,级数级数的部分和 sm=u1+u2+…+um随着m单调增长,等价于级数的一般项un≥0(因此,有时也称为非负项级数)。于是级数(∑un)收敛等价于部分和(sm)有界。项越小,部分和就越倾向于有界。

回答(2):

分享一种解法。设S(x)=∑(x^n)/[n(n+1)],n=1,2,……,∞。显然,S(0)=0。
∵x∈[-1,1)时,ln(1-x)=-∑(x^n)/n,∴∑(x^n)/n=-ln(1-x)。
又,1/[n(n+1)]=1/n-1/(n+1),∴S(x)=-∑(x^n)[1/n-1/(n+1)]=-∑(x^n)/n+∑(x^n)/(n+1)]。
∴当x≠0时,S(x)=ln(1-x)-(1/x)[ln(1-x)+x]=(1-1/x)ln(1-x)+1。
而,x=1时,∑1/[n(n+1)]=1,收敛。
故,综上所述,x∈[-1,1]时,∑(x^n)/[n(n+1)]收敛。且x=0时,∑(x^n)/[n(n+1)]=0;x≠0时,∑(x^n)/[n(n+1)]=(1-1/x)ln(1-x)+1。
供参考。

回答(3):

简单计算一下即可,答案如图所示

回答(4):

如下图,字不好看,但过程足够详细。

回答(5):