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[工科复变函数] 级数

微积分级数复习#

p-级数#

n=11np\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^p}

p1p \leq 1 时,发散;当 p>1p > 1 时,收敛。

几何级数#

n=0arn=a1r(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#

0anbn0 \leq a_n \leq b_n,则

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

比值判别法#

limnan+1an=L\lim\limits_{n \to \infty} \frac{a_{n+1}}{a_n} = L,则

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

根值判别法#

limnann=L\lim\limits_{n \to \infty} \sqrt[n]{a_n} = L,则

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

积分判别法#

f(x)f(x)[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_n1f(x)dx\int_1^{\infty} f(x) \, dx 同敛散

莱布尼兹判别法#

{an}\{a_n\} 单调递减且 limnan=0\lim\limits_{n \to \infty} a_n = 0,则交错级数 (1)n1an\large \sum (-1)^{n-1} a_n 收敛

复数项级数#

n=1zn(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=1an\large \sum\limits_{n=1}^{\infty} a_nn=1bn\large \sum\limits_{n=1}^{\infty} b_n 同时收敛

收敛的必要条件#

limnzn=0\lim\limits_{n \to \infty} z_n = 0

绝对收敛与条件收敛#

n=1zn\large \sum\limits_{n=1}^{\infty} |z_n| 收敛,则 n=1zn\large \sum\limits_{n=1}^{\infty} z_n 绝对收敛

n=1zn\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=1fn(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=1fn(z)s(z)=limnsn(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=0an(zz0)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、z1z0|z_1 - z_0|为半径的圆盘内绝对收敛,且在所有半径小于z1z0|z_1 - z_0|的闭圆盘上一致收敛

求收敛半径#

比值法#

若极限limnan+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=0anzn\large \sum_{n=0}^{\infty} a_n z^nn=0bnzn\large \sum_{n=0}^{\infty} b_n z^n 的和分别为 AABB,则级数

n=0cnzn=n=0(k=0nakbnk)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=ABC = A \cdot B

[工科复变函数] 级数
https://a1kari8.github.io/posts/complex_func/series/
作者
A1kari8
发布于
2025-09-26
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0