题目
幂级数 sum_(k=1)^infty ((z-i)^k)/(k^5) 的收敛圆为().A. |z-i|=2B. |z-i|=(1)/(2)C. |z-i|=1D. 其他.
幂级数 $\sum_{k=1}^{\infty} \frac{(z-i)^k}{k^5}$ 的收敛圆为().
A. $|z-i|=2$
B. $|z-i|=\frac{1}{2}$
C. $|z-i|=1$
D. 其他.
题目解答
答案
C. $|z-i|=1$
解析
考查要点:本题主要考查幂级数收敛圆的求解方法,需要掌握收敛半径的计算及其与收敛圆的关系。
解题核心思路:
- 识别幂级数的标准形式,确定中心和系数。
- 选择比值判别法或根值判别法计算收敛半径。
- 收敛圆的方程由收敛半径直接确定。
破题关键点:
- 系数分析:级数的系数为 $\frac{1}{k^5}$,其绝对值随 $k$ 增大快速衰减。
- 判别法选择:比值判别法计算更直接,根值判别法也可快速得出结果。
- 收敛圆定义:收敛圆的半径等于收敛半径,方程为 $|z - i| = R$。
步骤1:确定幂级数形式与系数
幂级数为 $\sum_{k=1}^{\infty} \frac{(z-i)^k}{k^5}$,中心为 $i$,系数 $a_k = \frac{1}{k^5}$。
步骤2:使用比值判别法计算收敛半径
根据比值判别法:
$R = \lim_{k \to \infty} \left| \frac{a_k}{a_{k+1}} \right| = \lim_{k \to \infty} \frac{\frac{1}{k^5}}{\frac{1}{(k+1)^5}} = \lim_{k \to \infty} \left( \frac{k+1}{k} \right)^5 = \lim_{k \to \infty} \left( 1 + \frac{1}{k} \right)^5 = 1.$
步骤3:确定收敛圆方程
收敛半径 $R = 1$,因此收敛圆方程为 $|z - i| = 1$。