题目
函数项级数sum_(n=0)^infty(ln x)^n的和函数为()A. (1)/(1-ln x),xin(0,+infty).B. (ln x)/(1-ln x),xin(0,+infty).C. (1)/(1-ln x),xin((1)/(e),e).D. (1)/(1-ln x),xin((1)/(e),+infty).
函数项级数$\sum_{n=0}^{\infty}(\ln x)^n$的和函数为()
A. $\frac{1}{1-\ln x},x\in(0,+\infty).$
B. $\frac{\ln x}{1-\ln x},x\in(0,+\infty).$
C. $\frac{1}{1-\ln x},x\in(\frac{1}{e},e).$
D. $\frac{1}{1-\ln x},x\in(\frac{1}{e},+\infty).$
题目解答
答案
C. $\frac{1}{1-\ln x},x\in(\frac{1}{e},e).$
解析
本题考查函数项级数的和函数,解题的关键在于判断函数项级数的类型,然后利用相应的求和公式进行计算,同时要确定级数收敛的区间。
- 判断级数类型:
给定的函数项级数$\sum_{n = 0}^{\infty}(\ln x)^n$是一个等比级数,其公比为$q = \ln x$。 - 确定级数收敛条件:
对于等比级数$\sum_{n = 0}^{\infty}a\cdot q^n$($a$为首项),当$\vert q\vert\lt 1$时,级数收敛。
在本题中,$a = 1$,$q = \ln x$,所以收敛条件为$\vert\ln x\vert\lt 1$。
解不等式$\vert\ln x\vert\lt 1$:- 当$\ln x\geq0$时,$\ln x\lt 1$,即$\ln x\lt\ln e$,因为对数函数$y = \ln x$在$(0, +\infty)$上单调递增,所以$0\leq x\lt e$。
- 当$\ln x\lt0$时,$-\ln x\lt 1$,即$\ln x\gt - 1$,也就是$\ln x\gt\ln\frac{1}{e}$,因为对数函数$y = \ln x$在$(0, +\infty)$上单调递增,所以$\frac{1}{e}\lt x\lt 1$。
综合可得,级数收敛的区间为$x\in(\frac{1}{e},e)$。
- 求收敛级数的和函数:
当等比级数$\sum_{n = 0}^{\infty}a\cdot q^n$收敛时,其和函数为$S=\frac{a}{1 - q}$。
本题中$a = 1$,$q = \ln x$,所以和函数为$S=\frac{1}{1 - \ln x}$,$x\in(\frac{1}{e},e)$。