第十二章 无穷级数

第十二章  无穷级数
一、本章的教学目标及基本要求
1、理解常数项级数收敛、发散以及收敛级数的和的概念;
2、掌握级数的基本性质及收敛的必要条件;
3、掌握几何级数与级数的收敛与发散的条件;
4、掌握正项级数的比较审敛法和比值审敛法,会用根值审敛法;
5、掌握交错级数的莱布尼茨定理;
6、了解任意项级数绝对收敛与条件收敛的概念,以及绝对收敛与条件收敛的关系;
7、了解函数项级数的收敛域及和函数的概念;掌握幂级数的收敛半径、收敛区间及收敛域的求法;了解幂级数在其收敛区间内的一些基本性质,
8、会求一些幂级数在收敛区间内的和函数,并会由此求出某些数项级数的和;了解函数展
开为泰勒级数的充分必要条件;
9、掌握的麦克劳林展开式,会用它们将一些简单函数间接展开成幂级数;了解幂级数在近似计算上的简单应用;
10、了解傅里叶级数的概念和函数展开为傅里叶级数的狄利克雷定理,会将定义在上的函数展开为傅里叶级数,会将定义在上的函数展开为正弦级数与余弦级数,会写出傅里叶级数的和函数的表达式。
二、本章各节教学内容(列出节名)及学时分配:20学时)
  第一节 常数项级数的概念及性质    2学时
  第二节 常数项级数的审敛法        4学时
  第三节 幂级数                    3学时
  第四节 函数展开成幂级数          3学时
  第五节 函数的幂级数展开式的应用  2学时
  第七节 傅里叶级数                4学时
第八节  一般周期函数的傅里叶级数  1学时
本章小结                        1学时
三、本章教学内容的重点和难点:
  重点:无穷级数的收敛与发散,正项级数的审敛法,幂级数的收敛半径与收敛区间的求法.
  难点正项级数的审敛法,幂级数展开,傅立叶级数展开.
四、本章教学内容的深化和拓宽:
五、本章的思考题和习题:
第一节 常数项级数的概念及性质
一、内容要点
1、常数项级数概念:
    常数项级数、部分和、级数的收敛与发散、余项;
例1.
2收敛级数的基本性质及收敛的必要条件:
    性质1:若级数收敛于和s,则级数也收敛,且其和为ks(证明)
    性质2:若级数分别收敛于和s,则级数也收敛,且其和为s±(证明)
    性质3:在级数中去掉、加上或改变有限项,不会改变级数的收敛性.(证明)
    性质4:若级数收敛,则对这级数的项任意家括号后所成的级数仍收敛,且其和不变.(证明)
  性质5(级数收敛的必要条件):若级数收敛,则它的一般项un趋于零,即移位左转(证明); 
    例2,例3.
二、教学要求和注意点
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第二节 常数项级数的审敛法
一、内容要点
    正项级数及其审敛法
    1.正项级数的概念;
    2.基本定理:正项级数收敛的充分必要条件是:它的部分和数列{sn}有界.(证明)
    3.比较审敛法:设都是正项级数,且un  vn (n = 1, 2, ).若级数收敛,则级数收敛;反之,若级数发散,则级数发散.(证明)
  推论:设都是正项级数,如果级数收敛,且存在自然数N,使当n  N时有un  kvn (k > 0)成立,则级数收敛;如果级数发散,且当n  N时有un  外包培训kvn (k > 0)成立,则级数scp范式发散.
    例1,例2;
    4.比较审敛法的极限形式:设都是正项级数,
  (1) 如果,且级数收敛,则级数收敛;
    (2) 如果石家庄七一学校或,且级数发散,则级数发散.(证明)
    例3~ 例7;
  5.比值审敛法(达朗贝尔判别法)为正项级数,如果
则当 < 1时级数收敛; > 1()时级数发散; = 1时级数可能敛也可能发散.(证明)
    8,例9
  6.根值审敛法(柯西判别法):设为正项级数,如果
则当 < 1时级数收敛; > 1()时级数发散; = 1时级数可能敛也可能发散.(证明)
    10
  7.极限审敛法:设为正项级数,
  (1) 如果(),则级数发散;
    (2) 如果p>1,而,则级数收敛.(证明)
    11,例12.
  交错级数及其审敛法:
  1.交错级数的概念:
  2.莱布尼茨定理:如果交错级数满足条件:
  (1)  un  un + 1 (n = 1, 2, 3, )
    (2) 
则级数收敛,且其和s  u1,其余项rn的绝对值 rn   un + 1 (证明)
    12,例13
  绝对收敛与条件收敛
    1. 绝对收敛与条件收敛的概念;
    2. 定理:如果级数绝对收敛,则级数必定收敛.(证明)
    14 16
二、教学要求和注意点
第三节 幂级数
一、内容要点
  函数项级数的概念
    函数项级数、部分和、收敛点、发散点、收敛域、发散域、和函数.
  幂级数及其收敛性
  1.幂级数的概念;
    2.幂级数的收敛性:
    1
  (1) 定理1(阿贝尔(Abel)定理如果级数x = x0(x0  0)收敛,则适合不等式呈坎村 x x0 的一切x使这幂级数绝对收敛.反之,如果级数x = x0发散,则适合不等式 x x0 的一切x使这幂级数发散.(证明)
    推论:如果幂级数不是仅在x = 0一点收敛,也不是在整个数轴上都收敛,则必有一个确定的正数R存在,使得
    x < R时,幂级数绝对收敛;
    x > R时,幂级数发散;
  当x = Rx = R时,幂级数可能敛也可能发散.
    (2) 幂级数的收敛半径与收敛区间的概念;
    (3) 幂级数的收敛半径的求法:
    定理2:如果
其中anan + 1 是幂级数的相邻两项的系数,则这幂级数收敛半径
(证明)
    2 7
  3.幂级数的运算:
    幂级数的加法、减法、乘法、除法;

本文发布于:2024-09-21 22:40:01,感谢您对本站的认可!

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