我們繼續聊級數,這次我們的主角是:
我們上次講到了發(fā)散和收斂,那這個(gè)級數究竟是發(fā)散的還是收斂的呢?
你一看,我的老天,這也太難了吧,我根本看不懂。
莫慌,我們還是用老辦法,一步一步來(lái)分析:
我們化簡(jiǎn)一下,可以得到:
我們展開(kāi)上面那個(gè)通式后,發(fā)現依然毫無(wú)頭緒,在這個(gè)異常復雜的數學(xué)表達式里,它究竟蘊含著(zhù)怎樣的秘密呢?
于是,我們需要理所應當地引入一些數學(xué)工具了:
首先,為了簡(jiǎn)化上面那個(gè)級數的研究?jì)热?,我們定義出一些新的東西來(lái)方便描述它:
An的意思是數列,它把這個(gè)復雜的東西包括進(jìn)去了
我們姑且把這個(gè)稱(chēng)為交錯因子
這個(gè)交錯因子有什么用呢?我給大家舉個(gè)例子:
我們引入收斂域和收斂半徑的概念:
什么是收斂域呢?舉個(gè)例子,你就明白了:
我們代-1到1之間的所有實(shí)數用可以使得上式成立,可是你假如超過(guò)了上面這個(gè)范圍就不成立了:
我們就把(-1,1)稱(chēng)為上面這個(gè)級數的收斂域
上面的級數只有在這個(gè)范圍內才是收斂的
那收斂半徑R又是什么呢?
關(guān)于收斂半徑R,大家先簡(jiǎn)單理解為收斂域的左右端點(diǎn)值(正的那個(gè)1)。
怎么求這個(gè)收斂半徑呢,今天我只請出大數學(xué)家達朗貝爾來(lái)描述這個(gè)問(wèn)題。
達朗貝爾(1717~1783),法國數學(xué)家,哲學(xué)家。1717 年11月 17 日生于巴黎,1783年10月29日卒于同地。他是圣讓勒隆教堂附近的一個(gè)棄嬰 ,被一位玻璃匠收養,后來(lái)這個(gè)教堂的名字就成了他的教名 。達朗貝爾在數學(xué)、力學(xué)和天文學(xué)等許多領(lǐng)域都作出了巨大的貢獻?!俣劝倏?/p>
達朗貝爾說(shuō)道,我有一個(gè)定理,能幫你求出收斂半徑:
達朗貝爾定理
于是,我們用上這個(gè)公式,進(jìn)行計算:
收斂半徑R:
我們現在得到了收斂域(-1/3,1/3), 你說(shuō)道——這就是收斂域!
然而,萊布尼茲又出來(lái)說(shuō)話(huà)了:我們必須考慮臨界的端點(diǎn)位置,數學(xué)是嚴謹的,你這個(gè)收斂域很可能缺少了東西。
既然如此,我們不得不帶進(jìn)去看一下實(shí)際情況。當x=-1/3時(shí):
這個(gè)級數是發(fā)散的,所以不能取端點(diǎn)。
而
我們萊布尼茲交錯級數判別法:
則在這一點(diǎn)是收斂的。
所以,我們得到了真正的收斂域: