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第十二章 第一节 一、常数项级数的概念 引例2. 定义： 例1. 讨论等比级数 二、无穷级数的基本性质 性质3. 性质4. 性质5. (级数收敛的必要条件) 注意: 例1.判断级数的敛散性: 目录 上页 下页 返回 结束 * 无穷级数 无穷级数 表示函数 研究性质 数值计算 数项级数 幂级数 傅氏级数 无穷级数是研究函数的工具 一、常数项级数的概念 二、无穷级数的基本性质 *三、柯西审敛原理 第十二章 常数项级数的概念和性质 引例1. 用圆内接正多边形面积逼近圆面积. 依次作圆内接正 边形, 这个和逼近于圆的面积 A . 设 a0 表示 即 内接正三角形面积, ak 表示边数 增加时增加的面积, 则圆内接正 第十二章第一节 小球从 1 m 高处自由落下, 每次跳起的高度减 问小球是否会在某时刻停止运动? 说明道理. 由自由落体运动方程 知 则小球运动的时间为 ( s ) (此式计算用到 后面的例1) 少一半, 设 tk 表示第 k 次小球落地的时间, 第十二章第一节 给定一个数列 称 其中 叫做级数的一般项, 称为级数的部分和. 收敛 , 则称无穷级数 并称 s 为级数的和, 记作 第十二章第一节 为无穷级数， 说明： 级数 等价于数列 级数和 等价于数列 的极限 当级数收敛时, 称差值 为级数的余项. 则称无穷级数发散 . 显然 第十二章第一节 (又称几何级数) ( q 称为公比 ) 的敛散性. 解: 1) 若 从而 因此级数收敛 , 从而 则部分和 因此级数发散 . 其和为 第十二章第一节 2). 若 因此级数发散 ; 因此 n 为奇数 n 为偶数 从而 综合 1)、2)可知, 时, 等比级数收敛 ; 时, 等比级数发散 . 则 级数成为 不存在 , 因此级数发散. 第十二章第一节 例3. 判别级数 的敛散性 解: 第十二章第一节 所以级数 收敛, 其和为 1 . 技巧: 利用 “拆项相消” 求和 判别级数 的敛散性 练习. 性质1. 若级数 收敛于s , 则各项 乘以常数 c 所得级数 也收敛 , 证: 令 则 这说明 收敛 , 其和为 c S . 说明: 级数各项乘以非零常数后其敛散性不变 . 即 其和为 c s . 第十二章第一节 性质2. 设有两个收敛级数 则级数 也收敛, 其和为 第十二章第一节 说明: 必发散 . (1) 性质2 表明收敛级数可逐项相加或相减 . (2) 若 收敛， 发散 , 则 (3)但若二级数都发散 , 不一定发散. 例如, 第十二章第一节 证: 令 则 这说明级数 也收敛, 其和为 在级数前面加上或去掉有限项, 不会影响级数 的敛散性. 证: 将级数 的前 k 项去掉, 的部分和为 数敛散性相同. 当级数收敛时, 其和的关系为 类似可证前面加上有限项的情况 . 极限状况相同, 故新旧两级 所得新级数 第十二章第一节 收敛级数加括弧后所成的级数仍收敛于原级数 的和. 证: 设收敛级数 若按某一规律加括弧, 则新级数的部分和序列 为原级数部分和 序列 的一个子序列, 推论: 若加括弧后的级数发散, 则原级数必发散. 注意: 收敛级数去括弧后所成的级数不一定收敛. 但 发散. 因此必有 例如， 用反证法可证 例如 第十二章第一节 设收敛级数 则必有 证: 可见: 若级数的一般项不趋于0 , 则级数必发散 . 例如, 其一般项为 不趋于0, 因此这个级数发散. 第十二章第一节 并非级数收敛的充分条件. 例如, 调和级数 虽然 但此级数发散 . 事实上 , 假设调和级数收敛于 s , 则 但 矛盾! 所以假设不真 . 第十二章第一节 1. 级数： 部分和： 级数收敛： 收敛和： 不存在, 级数发散: 2. 性质(5个) (3)去掉、加上或改变有限项,保持敛散性不变； (4)增加括号,保持收敛性不变(去掉括号,保持 小结 发散性不变). 级数发散. 几何级数 级数收敛, 3. 作业 1-2 ∴级数发散. 解 练习1 判别级数的敛散性： ⑴ ⑵ ∴原级数发散. 练习2：判别下列级数的敛散性 思考： 1.若 发散, 则 （k为常数） 发散还是收敛? 发散, 2.若 则 发散还是收敛? （K=0时收敛） （不一定，如 ） （发散） 发散还是收敛? 3.若 则 解: 考虑加括号后的级数 发散 , 从而原级数发散 . 第十二章第一节 备用题 目录 上页 下页