幂级数的部分练习题及答案.docx

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1、题目部分, (卷面共有 100题,349.0 分, 各大题标有题量和总 分)一、选择 (10小题,共 22.0 分)(2 分)1n(2 分 )2 函数项级数 x 的收敛域是n 1 n(A) 1,1(B) 1,1(C) 1,1(D) 1,1答( )(2 分)3 设级数 bn x 2 n在 x 2处收敛,则此级数在 n0x 4 处(A)发散;(B)绝对收敛;(C)条件收敛;(D)不能确定敛散性。答: ( )(3 分)4 设级数 an x 3n在 x 1处是收敛的,则此级数 n0在 x 1 处(A) 发散;(B) 绝对收敛;(C) 条件收敛;(D) 不能确定敛散性。答: ( )(2 分)5 设级数

2、an x 1 n的收敛半径是 1,则级数在 x 3 n0点(A) 发散;(B) 条件收敛;(C) 绝对收敛;(D) 不能确定敛散性。答: ( )(2 分)6 如果 lnim an1 1,则幂级数 anx3nn an 8 n 0 n(A) 当 x 2时, 收敛;(B) 当 x 8时, 收敛;(C) 当 x 1时, 发散;8(D) 当 x 12时, 发散;答 ( )(2 分)7 若幂级数 anxn 的收敛半径为 R,那么 n0(A) lnim an 1 R,n an(B) lnimR,(C) lim an R, n(D) lim nan 1 不一定存在an(3 分 )8若幂级数 anxn 在x 2

3、处收敛,在 x 3处发n0散,则该级数(A) 在 x 3处发散;(B) 在 x 2 处收敛;(C) 收敛区间为 3, 2 (D)当 x 3时发散。( )(2 分)9 如果 f x 在 x0点的某个邻域内任意阶可导,那 么幂级数 f x0 x x0 n n 0 n!的和函数(A) 必是 f x ,(B)不一定是 f x ,(C) 不是 f x ,(D)可能处处不存在。答( )(2 分 )10 如果 f x 能展开成 x的幂级数,那么该幂级数(A) 是 f x 的麦克劳林级数;(B) 不一定是 f x 的麦克劳林级数;(C) 不是 f x 的麦克劳林级数;(D) 是 f x 在点 x0 处的泰勒级

4、数。答 ( ) 。二、填空 (54 小题,共 166.0 分)(2 分 )1 函 数 项 级 数 arctan 22x 3 的 收 敛 域 n 1 x n(2 分 )4级数n01n(2n)!3n的和(2 分 )2 讨论 x 值的取值范围,使当 时(n n xx) 收敛 n 1 n当时 (n n xx) 发散n 1 n(3 分 )3x2n 1 设级数 un x 的部分和函数 sn x x2n 1 , n 1 x 1级数的通项 un x(2 分 )5 级数 nxe nx n 1 xe n 1 x 在 0,1 上的和 n1函数是(3 分 )6 设 x 不 是 负 整 数 , 对 p 的 值 讨 论

5、级 数1n11 p p 0 的收敛性 xn时,绝对收敛,时,条件收敛。(2分 )7 幂级数1 n 1 1 2x 3 n 0 2n 1的收敛域(3 分 )8 幂级数n 1 x2n 11 12n x1! 的收敛半径是,和函数是(1 分 )9如果幂级数an x 1 n的收敛半径是 1,则 n0级数在开区间内收敛。(2 分 )10如果 limnanan 12 ,则幂级数an x 1 n 在开区间 n0内收敛。(2 分 )11设幂级数n anx n0的收敛半径是 R 0 R ,则幂级数2nanx0的收敛半径是(2 分 )12如果幂级数在 x 1 处收敛, 在 x 3 处发散,则它的收敛域是(5 分)13

6、 幂级数 22 x22 2x523x1043 2 x4 的通项17,收敛域是(6 分 )14级数nn2 32 xn 的 收 敛 域 n 1 n n(4 分)15(4 分 )16(4 分 )17幂级数幂级数n4n0n!xn0若幂级数收敛半径分别为 R1、 R2 ,关系(3 分 )18 设limn的收敛半径是1xn 的收敛区间是的收敛域是an xn 和n 1anx0 n 0则 R1、 R2具有1的anan 13 ,则幂级数2n anx 0(2 分 )19 幂级数 1 n1nn x 的收敛域是n和函数是(3 分 )20 幂级数(3 分 )21 幂级数的收敛域是nnxn!1 1 21 x x2 2 4

7、23n0(2 分)22 级数 1 x 是 ,和函数是(2 分 )23 若幂级数的和函数是1 3 3 1 3 5 4xx2 4 6 2 4 6 8,和函数35x x 2 x2 x2的收敛域anxn 的收敛半径是 R,则其和函数在开区间 上是连续的。(2 分)24 如果幂级数 anxn 与 bnxn 的收敛半径 n 0 n 0分别是 R1、 R2 ,则级数 an bn xn的收敛 n0半径是 。(3 分)25 若幂级数 an xn的收敛半径是 R, 则 n0其和函数 s x 在开区间 内是可微的,且有逐项求导公式 。(3 分)26 设幂级数 anxn的收敛半径是 R, 则其和函数 n0s x 在开

8、 区间 上可 积, 且 有 逐项 求积公式。(4 分 )27 函数 sin x 的麦克劳林展开成4为 ,其收敛域是 。(3 分 )28 函数 1 x R 的麦克劳林展开 式 为, 收 敛 区 间(3 分)29 函数 y ax a 0, a 1 在 x0 0 点的 泰勒展开 式为 ,收敛区 间(3 分)30函数 1 的 麦克劳林展开 式1_x为 ,收敛域是 。(3 分 )31 函数 1 的麦克劳林级数展开式1x为 ,收敛域是 。(5 分)32 函数 y ln 1 x 的麦克劳林展开式1x为 ,收敛域是 。(6 分)33 函数 y ln1 x 2x2 关于 x的幂级数 为 , 收 敛 域(4 分

9、)34 函数 y ln 2 x 的麦克劳林展开 式为 ,收敛域是 。(4 分 )35 函数 cos x 的麦克劳林展开式为 ,其收敛域是 。(3 分 )36 如果 f x 的麦克劳林展开式为an x2n,则 an。n0(2 分)37 函数 ex在点 x0 0的泰勒级数为 ,收敛区间为 。(2 分 )38 函数 sinx 的麦克劳林级数为 收敛区间为 。(2 分)39 函数 ln1 x 的麦克劳林级数为 收敛域为 。(4 分 )40 函 数 ln 1 x 的 麦 克 劳 林 展 开 式x0, dn ln 1 x n dx(3 分 )41 函 数 cosx 的麦克劳林n, cos 0(5 分 )4

10、2 函 数 ytdt 关 于(4 分 )43 函 数 sinhx麦克sinhx nxo(4 分 )44 函 数 coshx麦克coshx nxo(2 分 )45 函数 f x122axa 0 关于 x 的幂级数, dn f x, dxnxo(6 分)46 函数 sin2 x的麦克劳林级数为sin2 xxo(3 分 )47将函数 f x 3 14x 展开成形如an x 1n0的幂级数时,收敛域是(3 分 )48 若函数 f x 在点 x0的某一邻域内任意阶可微,f x n 1 k 0 k!k x0 x x0 k Rn x ,那么 f x 在该邻域内能展开成泰勒级数的充要条件是(3 分 )49 函

11、 数 y 1 在 点 x0 3 的 泰 勒 展 开 式x其收敛域是(3 分)50 函数 y x2cos x2 的麦克劳林级数是,其收敛域是(3 分)51 函数 y x2sin x2的麦克劳林级数是,其收敛域是1(3 分)52 根据 1 x 的幂级数展开式将 8 250 21 1235表示成一个数项级数,该数项级数的前三项 ( 用分数表示 )kn1n(2 分 )53 级 数 1k 发 散 时 , k 的 取 值 范 围三、计算(36小题,共 161.0 分)(3 分 )1求级数 3 x 5 x 3 x 7 x5x的和函(2 分)54 利用 ex的幂级数展开式将 1 表示成一个数项 级数,该数项级

12、数的第六项 ( 用分数表示 )是数。试求级数nun x 的和函数。1(3 分 )3求函数项级数 x2e nxn0, x 0 的和函数 s(x) 。(4 分 )4求级数 nxn 1 在(-1 ,n11) 内的和函数。(4 分 )5设 f x 为 ,上的连续函数,级数un x f n xf n 1 x ,n2 n 21 n 1k其中 fn x 1 f x k n 1,2,nk 0n试确定 un x 的收敛域及和函数 n2(4 分 )6试求幂级数2n 1 1 xn的和函数。n0(5 分 )75 2n试求幂级数 n 1 x 的收敛域。 n 0 2n 1(4 分 )82试求级数 nn 的收敛域。n1x(

13、3 分 )9试求级数 lg x lg x 2 lg x 3 的收敛域。(4 分 )10 试求幂级数 x 5 的收敛半径及收敛域。n 1 n3n(4 分 )11 试求幂级数n4 x 的收敛域。n 1 n 16nn(5 分 )12 求幂级数1 x 1n 的收敛域。n 1 3n 12n(4 分)13 已知幂级数anxn 的收敛半径 R0 0,试求nanxb 0nb 0n 0 b的收敛半径。(5 分 )14试求幂级数(5 分 )15试求幂级数(5 分 )16试求幂级数(5 分 )17试求幂级数(5 分 )18试求幂级数(6 分 )19试求幂级数(5 分 )20试求幂级数(6 分 )21试求幂级数(5

14、分 )22试求幂级数(4 分 )23试求幂级数(5 分 )24试求幂级数(2 分 )25试求级数 e的收敛域。(3 分 )26试求幂级数nnnxn 1 2n 12x0 4n 32 的收敛半径及收敛域。2n n 1x3n的收敛域。 n18n3n2 xn2 的收敛域。0n1x2 n 3n ln n的收敛域。nx 12的收敛域。1 n 1 ln n 11n n 2 x 2 n的收敛域。0 n 11 n2!n!x2n 的收敛半径。2nx 3 的收敛域。1 n 1 ln n 1210 2nnx n的收敛半径及收敛域。n 1xn 在其收敛域上的和函数。 n 1 n4n 1n 14xn 1在收敛域上的和函数

15、。e2 xnxe2n2!xn的收敛半径。k 1 n!(2 分 )27 试求幂级数3n2!xn的收敛半径k 1 n!(6 分 )28 设 f x1 n nxn 1 ,确定 f x 的连续 n1区间,1并求积分 03 f x dx 的值(6 分 )29 设 f xn1n x n ,确定 f x 的连续区 n 0 2间1并计算 0f x dx的值nn(6 分 )30 设 f xn0n!gxnx , x 1 , n0试用幂级数表示 f x g x(6 分 )31设fxnxn 0 n!gxnx,x n01,试用幂级数表示 f x g x(6 分 )32 设 f x1,g x2n xn, x 1n 0 2

16、试用幂级数表示Fxfx(6 分 )33 设 fn3n xn1,试确定 R, 使得 f xR, R 上可微,并计算 f 1 的值。4n(6 分)34 设 f x x ,确定 R,使得 f x 在 R, R 上可 n 1 n微,并计算 f 1 的值。2(3 分 )35 设 f x 5x3 4x2 3x 2,求 f x h 关于h 的麦克劳林级数。x2(3 分)36 试求函数 f x 0x e t2dt关于 x 的幂级数 .=答案 =答案部分, (卷面共有 100 题,349.0 分,各大题标有题量 和总分 )一、选择 (10 小题,共 22.0 分)(2 分)1 答案 C(2 分)2 答案 B(2

17、 分)3 答案 B(3 分)4 答案 D(2 分 )6答案A(2 分 )7答案( D )(3 分 )8答案( D )(2 分 )9答案(B)(2 分 )10答案(A)二、填空(54(2 分 )1答案A(,)小题,共 166.0 分)(2 分 )2答案x1x1(3 分 )3答案2n 2 2 xx2n 2x2nx(2 分)4 答案 cos(2 分)5 答案 0(3 分)6 答案 p10 p 1(2 分)7 答案 1,2(3 分)8 答案 sinx(1 分)9 答案 0, 2(2分)10答案1, 3(2分)11答案R(2分)12答案1, 3(5分)13答案2n2 nnx1(4 分 )17(3 分 )

18、18(2 分 )19答案答案答案答案答案答案答案1, 1 ,ln 1 x 。 (3 分 )202e3x(3 分 )211, 11x (2 分 )220, 111x3, 31, 14, 4(4 分 )160(2 分)24 答案 min R1 , R2 或为bn an(3 分)25 答案 R, Rn1s x nanxn1(3 分 )26R, R答案an xnxsx dx0(4 分)27 答案 ( 1) n/ 202 xn2 n!(3 分)28 答案 1n11 n 1 n x n!1, 1ln2a x(3 分)30 答案 nxn01, 1(3 分 )31答案1,(5 分 )32答案1nxnn02n

19、11,2xn 1 2n 1(6 分 )33答案1, 12, 22, 21 n cos x2n n 0 1 2n! xsin 2x2n 1!(3 分 )36答案1n12n 1 nn1!f(2 分)38 答案 2n 11 n xn 0 m 1!(2 分 )39答案1n1nn1xn1,1(4 分 )40答案1, 1n 1!(3 分 )41答案n 2n1xn 0 2n!cos n 0 012k 12kk 0,1,2(5 分)42 答案 nnxn 0 n! n 12n 1xn 0 2n 1!sinhx nxo2k 12k0,1, 2,(4 分 )44答案2nxn 0 2n!coshx nxo2k2k0,

20、1,(2 分 )45答案2nx22nn0aa,n0n 2k2k !2k 2 a2k0,1,(6 分 )46答案n11n 122n2n!1 2nx2kx01k 122k2k1,2,3, 114, 4(3 分)48 答案 对于该邻域内的任意 x ,有 lim Rn x 0 n(3 分)49 答案 n03n 1答案0, 6(3 分 )502n 21n x2n 2 n 0 2n !(3 分)51 答案 4 n 11 n xn 0 2n 1!(3 分)52 答案 350081100000022103816 也得 10分)(2 分)53 答案 答案k 1 ;(2 分 )5413840(注:答案形式为 5!

21、125也给分 )三、计算 (36小题,共 161.0 分)(3 分)1 答案 sn x3x2n 1 x5x3x2n 1 x2n 1 xs x lim sn lim 2n 1 xnn1,x00 , x 0(3 分)2 答案 sn x x (x2 x) (x3 x2)(xn1x)于是,n 0 , 0 x 1 s x lim sn x lim xn n n 1 , x 1(3 分)3 答案 所给级数是以 e x 为公比的等比级数因此,当 x0,0 e x 1, 级数 x2e nx 收敛n0综上所述1es(x)=x0(4 分)4 答案 解法s(x)nxn1n12 n 1x nxn12n xxn12xx

22、1xx21 x 2解法二s(x)nxnn11234nx2x33x4nx(x234nx)xx(x34 x5x)nn1n2xxx23nxxx1 x 1x21x1x1x12xx1x(4 分)5 答案 设 sn x 为 un x 的部分和,则 n2sn x1n1kxfn k 0xnfxs x lim sn xn1fx0t dt f x函数 所求为(4 分)6 答案 幂级数的收敛域是 1,1 ,22所以当 x 1,1 时,有22sx2n1xn01xn0n x n0211 2x 1 x(5 分 )7答案5 2nx设 un x因为 lim un1 x x2n un x所以当 x 1时,级数收敛;又当 x 1

23、 ,级数发散,故收敛域为 1, 1 。(4 分)8 答案 令 1 t ,原级数化为 n2tn ,x n 1当且仅当 t 1时,级数 n2tn 收敛, n1所以原级数的收敛域是 , 1 1,(3 分)9 答案 令 lg x t, 级数化为 tn ,n1当且仅当 t 1时, tn 收敛,n1所以当 1 x 10时, 原级数收敛,10收敛域为 1 , 10 .10(4 分)10 答案 n令 x 5 t, 级数 t 的收敛半径是 1,n 1 n收敛域是 1, 1 ,故原级数收敛半径是 1,收敛域是 4, 6 .(4 分)11 答案 由于 lnim an 1 1 ,所以 R 1,n an当 x 1 时,

24、级数发散;当 x 1 时,级数收敛; 故收敛域为 1, 1 .(5 分)12 答案 令 t x 1, 原级数化为1 ntn ,1 3n 1 2n ,此级数的收敛半径是2, 收敛域是 2, 2故原级数的收敛域是 1, 3 .(4 分)13 答案 利用两级数之间的关系,可得当x bRo, 即 x bRo时, 级数ann0nbx 收敛,当xbRo时, 级数an0nx 发散 , b所以收敛半径是 bRo.(5 分)14 答案 n 1 2n 1 设un x 24nx32limnun 1 xun x2x2所以收敛半径 R12,而且 x 1 时, 级数收敛故收敛域为1 , 12, 2(5 分)15 答案 设

25、 un x2n8n3nx因为limun 1 xun x所以 R 2,且 x 2 时,级数发散, 故收敛域是 2, 2 (5 分)16 答案 设 un x 3n xn因为un 1 x3x 2n 1un x所以当 x 13 时,级数收敛, 当 x 1 时,级数发散,3故收敛域为设 an1n 3n lnn由于 lnimnanan 1(5 分)17 答案 3 ,故 R 3,且当 x 3时,级数发散 当 x 3 时,级数收敛。所以收敛域是 3, 3(5 分)18 答案 因为 lnimnanan 11,所以 R 1,且当 x 1 1 即 x 0时,级数收敛; 当 x 1 1 即 x 2 时,级数收敛 所以

26、收敛域是 2, 0 。(6 分)19 答案 由于 lnim aann1 1,所以 R 1,且当 x 2 1 时,级数收敛, 当 x 2 1 时,级数发散, 故收敛域是 1, 3 。(5 分)20 答案 2因为 limun1 x x ,n un x 4 所以当 x 2 时,级数收敛, 故收敛半径 R 2 。(6 分)21 答案 因为 lim un 1 x x 3 2,n un x所以当 x 3 1 时,级数收敛, 且当 x 3 1时,级数发散,故收敛域是 2, 4 (5 分)22 答案 12x因为 lnim n un x 所以收敛半径 R=2,且当 |x|=2 时,级数发散。故收敛域为 (-2

27、, 2)(4 分)23 答案 幂级数的收敛域是1, 1 ,所以当 x1, 1 时,s x x n1xln 11x(5 分)24 答案 幂级数的收敛域是1, 1 ,当 x 1, 1时,有(2 分 )254nx dx111x ln4答案x1x1arctan x2这是以 ex 为公比的等比级数令 ex 1 解得 x 0故所所求收敛域为0。lim an1 lim 22n n31n(6 分)29 答案 n an n n 1级数的收敛半径 R3n 2(2 分)27 答案 lim an 1 lim 33n 1 nann n 1级数的收敛半径(6 分)28 答案 因为幂级数的收敛域是1, 1 ,所以f x 在

28、 1, 1 上的连续,且可逐项积分1301nnx1dx由于幂级数的收敛域是2, 2 ,所以1f x dx0f x 在 2, 2 上连续,且可逐项积分。故1 n n1 n x dx 0n 02n 0 21n2n 0 2(6 分)30 答案 由于 xn的收敛区域是 1, 1 ,当n01, 1 时, g x 可微,而且n g x x n0n 1 xn , n0所以nn1xn0n!nn 1 x ,n0mxm0kk0mk1m k !(6 分)31 答案 n因为 f x x 的收敛区域是 n 0 n!f x 在任意点可微,且可逐项微分fxn 0 n!n 1 n 1!fx,nxkxn 0 n! k 0m1m

29、0k 0 k!(6 分)32 答案 由于 xn、 2nxn 的收敛半径分别为 1, 1, n 0 n 0 2所以两幂级数乘积的收敛半径是 1 ,2故当 x 1, 1 时,22Fn n n x x 2 x n 0 n 0n2n 0 k 0k xn2n01 1xn(6 分 )33答案幂级数的收敛域是1,3,所以 f x 在 13上可微,且可逐项微分,3n xn1n3nn114n112(6 分)34 答案 因为幂级数的收敛半径1 ,所以 f x ,在 1,1 内连续,可微,(3 分 )35答案由于h 3 4x h 224x2 3x 215x 4 h2 5h35x5x33x15x2h28x 3h由级数表示的唯一性, 即知上式就是所求级数(3 分)36 答案 因为fxx2nn0n!所以fx2n 1 xn02n 1 n!级数lnx ln2xln n x 的收敛域是(A)xe(B)xe(C)1xee(D) 1 x ee答( )x n 1 n(4 分)34 答案 n 1 n1x ln 2 n n 1 n 2(4 分)35 答案 1n 1 n 1,2,且和函数 s x又 x=0 时, x2e nx 0 ,级数收敛 且 s(x)=0

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