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  【幂级数求和中,逐项求导或逐项积分到底该如何操作?如:∑(n从1到正无穷)(-1)^(n-1)*(2x)^(2n-1)/(2n-1)∑(n从1到正无穷)n*(n+2)X^2n】

  幂级数求和中,逐项求导或逐项积分到底该如何操作?

  如:∑(n从1到正无穷)(-1)^(n-1)*(2x)^(2n-1)/(2n-1)

  ∑(n从1到正无穷)n*(n+2)X^2n

3回答
2020-11-0621:58
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李嘉菲

  ①∑(n从1到正无穷)(-1)^(n-1)*(2x)^(2n-1)/(2n-1)

  =∑(n从1到正无穷)(-1)^(n-1)∫(2x)^(2n-2)dx(积分区间为0到x,下同)

  =∑(n从1到正无穷)(-1)^(n-1)∫(4x²)^(n-1)dx

  =∑(n从1到正无穷)∫(-4x²)^(n-1)dx

  =∫[∑(n从1到正无穷)(-4x²)^(n-1)]dx

  =∫[1/(1+4x²)]dx

  =arctan2x

  ②∑(n从1到正无穷)n*(n+2)X^2n

  =1/2∑(n从1到正无穷)2n(n+2)x^2n

  =(1/2)x∑(n从1到正无穷)(n+2)2nx^(2n-1)

  =(1/2)x∑(n从1到正无穷)(n+2)[x^(2n)]′

  =(1/2)x[∑(n从1到正无穷)(n+2)x^(2n)]′

  ∑(n从1到正无穷)(n+2)x^(2n)

  =1/(2x³)∑(n从1到正无穷)(2n+4)x^(2n+3)

  =1/(2x³)∑(n从1到正无穷)[x^(2n+4)]′

  =1/(2x³)[∑(n从1到正无穷)x^(2n+4)]′

  =1/(2x³)[x^6/(1-x²)]′

  =x²(3-2x²)/(1-x²)²

  原式=(1/2)x[∑(n从1到正无穷)(n+2)x^(2n)]′

  =(1/2)x[x²(3-2x²)/(1-x²)²]′

  =x²(3-x²)/(1-x)³

2020-11-06 22:01:51
李永科

  高数真让人头疼,小弟还是有些许不明白:第一题中∫[∑(n从1到正无穷)(-4x²)^(n-1)]dx=∫[1/(1+4x²)]dx这步是如何得到的呀?

2020-11-06 22:02:26
李嘉菲

  你知道∑(n从0到无穷)x^n=1/(1-x)吗?这里也是一样的,∑(n从1到正无穷)(-4x²)^(n-1)的收敛区间为(-1/2,1/2],在收敛区域内Sn=[1-(-4x²)^n]/(1+4x²)lim(n→∞)Sn=1/(1+4x²)即该级数∑(n从1到正无穷)(-4x²)^(n-1)=1/(1+4x²)

2020-11-06 22:05:31
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