题目
13.幂级数sum_(n=1)^infty((x+2)^n)/(n2^n)的收敛域为____.
13.幂级数$\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(x+2)^{n}}{n2^{n}}$的收敛域为____.
题目解答
答案
考虑幂级数 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(x+2)^n}{n2^n}$。首先,利用比值审敛法求收敛半径 $R$。令 $a_n = \frac{1}{n2^n}$,则
$\lim_{n \to \infty} \left| \frac{a_{n+1}}{a_n} \right| = \lim_{n \to \infty} \left| \frac{\frac{1}{(n+1)2^{n+1}}}{\frac{1}{n2^n}} \right| = \lim_{n \to \infty} \frac{n}{2(n+1)} = \frac{1}{2}.$
因此,收敛半径 $R = \frac{1}{\frac{1}{2}} = 2$。
接下来,确定收敛域。幂级数的中心为 $x = -2$,收敛区间为 $(-2-2, -2+2) = (-4, 0)$。
对于端点 $x = -4$,级数变为 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-2)^n}{n2^n} = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n}{n}$,这是交错调和级数,收敛。
对于端点 $x = 0$,级数变为 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1^n}{n2^n} = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n}$,这是调和级数,发散。
综上,收敛域为 $[-4, 0)$。
答案: $[-4, 0)$