688 字
3 分钟
[工科复变函数] 级数

微积分级数复习#

p-级数#

∑n=1∞1np\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^p}

当 p≤1p \leq 1 时,发散;当 p>1p > 1 时,收敛。

几何级数#

∑n=0∞arn=a1−r(∣r∣<1)\sum_{n=0}^{\infty} ar^n = \frac{a}{1-r} \quad (|r| < 1)

正项级数的判敛法#

WARNING

这个判别法比较重要,需要看,其余部分大概率是不会考了

比较判别法#

若 0≤an≤bn0 \leq a_n \leq b_n,则

  • 若 ∑bn\large \sum b_n 收敛,则 ∑an\large \sum a_n 收敛
  • 若 ∑an\large \sum a_n 发散,则 ∑bn\large \sum b_n 发散

比值判别法#

设 lim⁡n→∞an+1an=L\lim\limits_{n \to \infty} \frac{a_{n+1}}{a_n} = L,则

  • 若 L<1L < 1,则 ∑an\large \sum a_n 收敛
  • 若 L>1L > 1,则 ∑an\large \sum a_n 发散
  • 若 L=1L = 1,则无法判断

根值判别法#

设 lim⁡n→∞ann=L\lim\limits_{n \to \infty} \sqrt[n]{a_n} = L,则

  • 若 L<1L < 1,则 ∑an\large \sum a_n 收敛
  • 若 L>1L > 1,则 ∑an\large \sum a_n 发散
  • 若 L=1L = 1,则无法判断

积分判别法#

设 f(x)f(x) 在 [1,+∞)[1, +\infty) 上连续、正值且单调递减,且 an=f(n)a_n = f(n),则 ∑an\large \sum a_n 与 ∫1∞f(x) dx\int_1^{\infty} f(x) \, dx 同敛散

莱布尼兹判别法#

设 {an}\{a_n\} 单调递减且 lim⁡n→∞an=0\lim\limits_{n \to \infty} a_n = 0,则交错级数 ∑(−1)n−1an\large \sum (-1)^{n-1} a_n 收敛

复数项级数#

∑n=1∞zn(zn=an+ibn)\sum_{n=1}^{\infty} z_n ( z_n = a_n + ib_n)

收敛的充分必要条件#

∑n=1∞an\large \sum\limits_{n=1}^{\infty} a_n 和 ∑n=1∞bn\large \sum\limits_{n=1}^{\infty} b_n 同时收敛

收敛的必要条件#

lim⁡n→∞zn=0\lim\limits_{n \to \infty} z_n = 0

绝对收敛与条件收敛#

若 ∑n=1∞∣zn∣\large \sum\limits_{n=1}^{\infty} |z_n| 收敛,则 ∑n=1∞zn\large \sum\limits_{n=1}^{\infty} z_n 绝对收敛;

若 ∑n=1∞zn\large \sum\limits_{n=1}^{\infty} z_n 收敛但不绝对收敛,则条件收敛。

绝对收敛 ⊃\supset 条件收敛。

在收敛域内一定绝对收敛并且一致收敛(不包含边界),条件收敛只可能出现在边界上

复数取绝对值就是取模#

∣z∣=a2+b2|z| = \sqrt{a^2 + b^2}

复变函数项级数#

∑n=1∞fn(z)\sum_{n=1}^{\infty} f_n(z)

收敛域#

级数 ∑fn(z)\large \sum f_n(z) 收敛的点的全体称为收敛域

和函数#

sn(z)=∑n=1∞fn(z)s(z)=lim⁡n→∞sn(z)\begin{aligned} s_n(z) &= \sum_{n=1}^{\infty} f_n(z) \\ s(z) &= \lim_{n \to \infty} s_n(z) \end{aligned}

s(z)s(z) 称为级数 ∑fn(z)\large \sum f_n(z) 的和函数

定理 4.1.7#

若级数 ∑fn(z)\large \sum f_n(z) 在域 DD 上一致收敛于和函数 s(z)s(z),且各项 fn(z)f_n(z) 在域 DD 上连续,则其和函数 s(z)s(z) 在域 DD 内处处连续

幂级数#

∑n=0∞an(z−z0)n\sum_{n=0}^{\infty} a_n (z - z_0)^n

阿贝尔定理#

若幂级数在点z1z_1 收敛,则在以z0z_0为圆心、∣z1−z0∣|z_1 - z_0|为半径的圆盘内绝对收敛,且在所有半径小于∣z1−z0∣|z_1 - z_0|的闭圆盘上一致收敛

求收敛半径#

比值法#

若极限lim⁡n→∞∣an+1an∣=λ\lim\limits_{n \to \infty} |\frac{a_{n+1}}{a_n}| = \lambda,则收敛半径为

R={+∞,λ=01λ,0<λ<+∞0,λ=+∞R = \left\{\begin{matrix} +\infty, & \lambda = 0 \\ \frac{1}{\lambda}, & 0 < \lambda < +\infty \\ 0, & \lambda = +\infty \end{matrix}\right.
根值法#

后面的就不写了,和实变函数的判别法都是一样的

柯西乘积#

设级数 ∑n=0∞anzn\large \sum_{n=0}^{\infty} a_n z^n 和 ∑n=0∞bnzn\large \sum_{n=0}^{\infty} b_n z^n 的和分别为 AA 和 BB,则级数

∑n=0∞cnzn=∑n=0∞(∑k=0nakbn−k)zn\sum_{n=0}^{\infty} c_n z^n = \sum_{n=0}^{\infty} \left( \sum_{k=0}^{n} a_k b_{n-k} \right) z^n

称为柯西乘积,记作 C=A⋅BC = A \cdot B

[工科复变函数] 级数
https://alkaid114.github.io/posts/complex_func/series/
作者
Alkaid114
发布于
2025-09-26
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0