复级数
用于研究函数性质和计算积分
§4.1 复数项级数和幂级数复数列
为复数列
设 定义为
定理1
定理2
证:
复数项的无穷级数
命(部分和),若
称级数收敛于S,S为级数的和,记为
。
若不存在,称级数发散。
若(正项级数)收敛,称级数绝对收敛。
判别法定理3 收敛
和都收敛。
必要条件定理4
定理5 若级数绝对收敛,则原级数收敛。
证:收敛,
而 ,
有比较判别法,则
和 收敛。
故 和 收敛,由定理3知 收敛。
例 的敛散性。
解:发散,收敛,
故 发散。
例 讨论
的敛散性。
解:
若|q|<1,则
从而
, 原级数收敛于。
若|q|>1,则
从而 。原级数发散。
若q=1,则
原级数发散。
若|q|=1, q1,设
因为,即先不存在。所以
无极限,原级数发散。
综上,当|q|<1时,,当时级数发散。
柯西准则定理6 收敛,当时
(自然数),有
.
复变函数项级数
复变函数列(定义在A上)构成级数
称为A上的复变函数项级数。
为级数的前n项和(部分和)
,若
称在点收敛,为它的收敛点。
所有收敛点构成的集合(收敛点集,收敛域)
在上, 有确定值,是上的函数,级数为在上的和函数。
幂级数。
令
则 (1)
为幂级数当=0时
只需要研究(2),在(1)中令,得到(2)。
阿贝尔定理若在处收敛,那么对满足的z,绝对收敛,若在
处发散,则对满足的z,该级数发散。
证:
有
当时,
由于收敛,故绝对收敛。
若发散,且在处级数收敛,
则由上面的证明结果知在处收敛,矛盾。
收敛圆与收敛半径由Abel定理知,的收敛情况为三种:
(1) 仅在z=0处收敛。如
(2) 在全平面上处处收敛,如
(3) 存在一点,在处收敛,在时发散。
令,则收敛域为圆域,称为收敛圆,R为收敛半径。
收敛半径求法:
定理 ,若
(1) 比值法
或(2) 根值法
则收敛半径
R=
证略。
例
解:
例
解:
例
解:
例
解:
收敛圆 .
幂级数的运算两个幂可进行加减乘除及复合运算,收敛半径不小于
乘法
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
….
…
…
代换运算
时,,若在D内解析且|g(z)|<r,则
性质:
的和函数在收敛圆内解析,且可逐项求导及逐项积分。即
证略。
用于研究函数性质和计算积分
§4.1 复数项级数和幂级数复数列
为复数列
设 定义为
定理1
定理2
证:
复数项的无穷级数
命(部分和),若
称级数收敛于S,S为级数的和,记为
。
若不存在,称级数发散。
若(正项级数)收敛,称级数绝对收敛。
判别法定理3 收敛
和都收敛。
必要条件定理4
定理5 若级数绝对收敛,则原级数收敛。
证:收敛,
而 ,
有比较判别法,则
和 收敛。
故 和 收敛,由定理3知 收敛。
例 的敛散性。
解:发散,收敛,
故 发散。
例 讨论
的敛散性。
解:
若|q|<1,则
从而
, 原级数收敛于。
若|q|>1,则
从而 。原级数发散。
若q=1,则
原级数发散。
若|q|=1, q1,设
因为,即先不存在。所以
无极限,原级数发散。
综上,当|q|<1时,,当时级数发散。
柯西准则定理6 收敛,当时
(自然数),有
.
复变函数项级数
复变函数列(定义在A上)构成级数
称为A上的复变函数项级数。
为级数的前n项和(部分和)
,若
称在点收敛,为它的收敛点。
所有收敛点构成的集合(收敛点集,收敛域)
在上, 有确定值,是上的函数,级数为在上的和函数。
幂级数。
令
则 (1)
为幂级数当=0时
只需要研究(2),在(1)中令,得到(2)。
阿贝尔定理若在处收敛,那么对满足的z,绝对收敛,若在
处发散,则对满足的z,该级数发散。
证:
有
当时,
由于收敛,故绝对收敛。
若发散,且在处级数收敛,
则由上面的证明结果知在处收敛,矛盾。
收敛圆与收敛半径由Abel定理知,的收敛情况为三种:
(1) 仅在z=0处收敛。如
(2) 在全平面上处处收敛,如
(3) 存在一点,在处收敛,在时发散。
令,则收敛域为圆域,称为收敛圆,R为收敛半径。
收敛半径求法:
定理 ,若
(1) 比值法
或(2) 根值法
则收敛半径
R=
证略。
例
解:
例
解:
例
解:
例
解:
收敛圆 .
幂级数的运算两个幂可进行加减乘除及复合运算,收敛半径不小于
乘法
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
….
…
…
代换运算
时,,若在D内解析且|g(z)|<r,则
性质:
的和函数在收敛圆内解析,且可逐项求导及逐项积分。即
证略。