题目
4.设pn,qn如(8)式所定义.证明:若∑un条件收敛,则级数∑pn与∑qn都是发散的.-|||-5.写出下列级数的乘积:-|||-(1) (sum _(n=1)^infty n(x)^n-1)(sum _(n=1)^infty ((-1))^n-1n(x)^n-1);-|||-(2) (sum _(n=0)^infty dfrac (1)(n!))(sum _(n=0)^infty dfrac ({(-1))^n}(n!))

题目解答
答案

解析
第4题:
本题考查条件收敛级数的性质。关键点在于理解条件收敛的定义(级数收敛但绝对值级数发散),并利用正项部分和负项部分的发散性进行证明。若假设其中一个部分级数收敛,将导致绝对收敛,与条件收敛矛盾。
第5题:
(1)考查幂级数的乘积展开。需通过柯西乘积公式计算两个幂级数的乘积,注意观察展开后的项规律,发现仅保留偶次项且系数呈现特定模式。
(2)考查指数函数级数展开的乘积。直接利用$e^x \cdot e^{-x} = 1$的性质,结合级数乘积的柯西乘积公式即可得出结果。
第4题
关键思路:
- 条件收敛的定义:$\sum u_n$收敛,但$\sum |u_n|$发散。
- 分解正负项:设$p_n = \max\{u_n, 0\}$,$q_n = \max\{-u_n, 0\}$,则$u_n = p_n - q_n$,$|u_n| = p_n + q_n$。
- 反证法:若$\sum p_n$收敛,则$\sum q_n = \sum (|u_n| - p_n)$发散(因$\sum |u_n|$发散),同理若$\sum q_n$收敛,$\sum p_n$也发散。因此两者必同时发散。
第5题
(1)
步骤:
- 识别级数形式:
- $\sum_{n=1}^\infty n x^{n-1} = \frac{1}{(1-x)^2}$($|x| < 1$)
- $\sum_{n=1}^\infty (-1)^{n-1} n x^{n-1} = \frac{1}{(1+x)^2}$($|x| < 1$)
- 乘积化简:
$\frac{1}{(1-x)^2} \cdot \frac{1}{(1+x)^2} = \frac{1}{(1-x^2)^2}$ - 展开乘积级数:
$\frac{1}{(1-x^2)^2} = \sum_{n=1}^\infty n x^{2(n-1)} = 1 + 2x^2 + 3x^4 + \cdots$
(2)
步骤:
- 识别级数形式:
- $\sum_{n=0}^\infty \frac{1}{n!} = e$
- $\sum_{n=0}^\infty \frac{(-1)^n}{n!} = e^{-1}$
- 直接相乘:
$e \cdot e^{-1} = 1$