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收敛半径


一个 幂级数 sum^(infty)c_kx^k 仅对 x 的某些值收敛 x。例如,sum_(k=0)^(infty)x^k-1<x<1 时收敛。一般来说,总存在一个区间 (-R,R),幂级数在该区间内收敛,数字 R 称为收敛半径(而区间本身称为收敛区间)。量 R 称为收敛半径,因为在复系数幂级数的情况下,满足 x|x|<R 的 x 值构成一个半径为 R开圆盘

一个 幂级数 在其收敛半径内总是 绝对收敛 的。这可以通过固定 r=|x| 并假设存在一个 子序列 c_(n_i) 使得 |c_(n_i)|r^(n_i)无界 的来理解。那么幂级数 sumc_nx^n收敛 (实际上,这些项是无界的),因为它未通过 极限判别法。因此,对于满足 xr=|x|>R 的 x,幂级数不收敛,其中

 c=limsup|c_n^(1/n)|
(1)
 R=1/c,
(2)

并且 limsup 表示 上极限

相反,假设 r<R。那么对于任何满足 sr<s<R 的半径 s,项 c_nx^n 满足

 |c_nx^n|<(s/R)^n
(3)

对于足够大的 n(取决于 s)。只需要在 rR 之间固定一个 s 值。因为 s/R<1,所以幂级数被一个收敛的 几何级数 控制。因此,根据 极限比较判别法,幂级数绝对收敛。


参见

收敛级数, 幂级数, 根值判别法 在 MathWorld 课堂中探索这个主题

此条目由 Todd Rowland 贡献

使用 Wolfram|Alpha 探索

引用为

Rowland, Todd. "收敛半径。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源,由 Eric W. Weisstein 创建。 https://mathworld.net.cn/RadiusofConvergence.html

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