题目
12.幂级数sum_(n=0)^infty(x^n)/(2^n)的收敛半径等于()A. (1)/(2)B. 1C. 2D. +infty
12.幂级数$\sum_{n=0}^{\infty}\frac{x^{n}}{2^{n}}$的收敛半径等于()
A. $\frac{1}{2}$
B. 1
C. 2
D. +$\infty$
题目解答
答案
C. 2
解析
本题考察幂级数收敛半径的计算方法,通常可使用比值审敛法或根值审敛法求解。
步骤1:确定幂级数形式
题目给出的幂级数为$\sum_{n=0}^{\infty}\frac{x^{n}}{2^{n}}$,可改写为$\sum_{n=0}^{\infty}\left(\frac{x}{2}\right)^n$,这是等比级数的形式,也可直接用收敛半径公式计算。
步骤2:用根值审敛法计算收敛半径
对于幂级数$\sum_{n=0}^{\infty}a_nx^n$,收敛半径$R$的公式为:
$R=\frac{1}{\lim_{n \to \infty}\sqrt[n]{|a_n|}}$
本题中,$a_n=\frac{1}{2^n}$,则:
$\lim_{n \to \infty}\sqrt[n]{|a_n|}=\lim_{n \to \infty}\sqrt[n]{\frac{1}{2^n}}=\lim_{n \to \infty}\frac{1}{2}=\frac{1}{2}$
因此:
$R=\frac{1}{\frac{1}{2}}=2$
验证:等比级数的收敛性
原级数$\sum_{n=0}^{\infty}\left(\frac{x}{2}\right)^n$是公比为$q=\frac{x}{2}$的等比级数,当$|q|<1$时收敛,即$\left|\frac{x}{2}\right|<1\implies|x|<2$,故收敛半径为$2$。