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冪級數與收斂域計算器

冪級數收斂半徑線上計算機,輸入冪級數係數,自動求收斂半徑 R 與收斂開區間,附比值法說明,適合冪級數收斂域學習。

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Σ c_n x^n , R = 1 / lim|c_{n+1}/c_n|
例如 1/n(n 從 1 開始)

📖 使用教學|冪級數與收斂域

一、定義
冪級數形如 Σ(n=0..∞) c_n x^n。由阿貝爾定理,存在收斂半徑 R∈[0,∞],使級數在 |x|R 發散。用比值法 R=1/lim|c_{n+1}/c_n|。
二、符號說明
c_n冪級數係數
R收斂半徑
|x|絕對收斂區間
端點 x=±R需單獨判定
三、本工具的原理
  • 取大 n 計算 |c_{n+1}/c_n|;
  • R 為其倒數;
  • ρ=0 時 R=∞,全實數收斂;ρ→∞ 時 R=0,僅 x=0 收斂;
  • 收斂區間為開區間,端點需另行判斷。
四、操作步驟
  1. 輸入係數 c_n,例如 1/n;
  2. 點擊「計算」;
  3. 查看收斂半徑 R 與開區間。
五、範例
範例:求 Σ x^n/n 的收斂半徑。
解:c_n=1/n,|c_{n+1}/c_n|=n/(n+1)→1,故 R=1,收斂區間為 (-1,1)(端點 x=−1 收斂、x=1 為調和級數發散,需另判)。
六、易錯點
比值法只給出開區間,端點收斂性必須單獨判斷;
c_n 含 n! 時常得 R=∞(如 e^x 的展開);
本工具按 x=0 中心展開計算,中心平移需把 x 換成 x−x₀。

❓ 常見問題|冪級數

收斂半徑如何求?
R=1/lim|c_{n+1}/c_n|,也可用根值法 R=1/limⁿ√|c_n|。
R=∞ 是什麼意思?
冪級數在整個實數軸上絕對收斂,如 Σx^n/n! = e^x。
端點為什麼要另判?
比值法在 |x|=R 時 ρ=1 失效,必須代入端點用其他判別法。
冪級數中心不是 0 怎麼辦?
把 x 替換為 (x−x₀),收斂區間變為 |x−x₀|
這個工具支援端點判定嗎?
本工具給出開區間;端點收斂需結合交錯級數、p-級數等另行判斷。