一、定义
幂级数形如 Σ(n=0..∞) c_n x^n。由阿贝尔定理,存在收敛半径 R∈[0,∞],使级数在 |x|R 发散。用比值法 R=1/lim|c_{n+1}/c_n|。
二、符号说明
| c_n | 幂级数系数 |
| R | 收敛半径 |
|x|| 绝对收敛区间 | |
| 端点 x=±R | 需单独判定 |
三、本工具的原理
- 取大 n 计算 |c_{n+1}/c_n|;
- R 为其倒数;
- ρ=0 时 R=∞,全实数收敛;ρ→∞ 时 R=0,仅 x=0 收敛;
- 收敛区间为开区间,端点需另行判断。
四、操作步骤
- 输入系数 c_n,例如 1/n;
- 点击「计算」;
- 查看收敛半径 R 与开区间。
五、例题
例:求 Σ x^n/n 的收敛半径。
解:c_n=1/n,|c_{n+1}/c_n|=n/(n+1)→1,故 R=1,收敛区间为 (-1,1)(端点 x=−1 收敛、x=1 为调和级数发散,需另判)。
六、易错点
比值法只给出开区间,端点收敛性必须单独判断;
c_n 含 n! 时常得 R=∞(如 e^x 的展开);
本工具按 x=0 中心展开计算,中心平移需把 x 换成 x−x₀。