Πώς βρίσκετε μια αναπαράσταση σειράς ισχύος για (arctan (x)) / (x) και ποια είναι η ακτίνα σύγκλισης;

Πώς βρίσκετε μια αναπαράσταση σειράς ισχύος για (arctan (x)) / (x) και ποια είναι η ακτίνα σύγκλισης;
Anonim

Απάντηση:

Ενσωματώστε τη σειρά ισχύος του παραγώγου του #arctan (x) # στη συνέχεια διαιρέστε με #Χ#.

Εξήγηση:

Γνωρίζουμε την εκπροσώπηση της σειράς ισχύος # 1 / (1-x) = sum_nx ^ n AAx # έτσι ώστε #absx <1 #. Έτσι # 1 / (1 + x ^ 2) = (arctan (x)) '= sum_n (-1) ^ nx ^ (2n).

Έτσι, η σειρά ισχύος #arctan (x) # είναι (2n + 1) x ^ (2n + 1) ^ nx ^ (2n) dx = sum_n int (-1) ^ nx ^ # #.

Το χωρίζεις #Χ#, θα διαπιστώσετε ότι η σειρά δύναμη του #arctan (x) / x # είναι #sum_n ((- 1) ^ n) / (2n + 1) x ^ (2n) #. Ας πούμε (2n + 1) x ^ (2n) # (1)

Για να βρούμε την ακτίνα σύγκλισης αυτής της σειράς ισχύος, αξιολογούμε (n -> + oo) abs ((u_ (n + 1)) / u_n #.

(2n + 1) / u_n = (-1) ^ (n + 1) * x ^ (2n + 2) / (2n + 3) (2n)) = - (2n + 1) / (2n + 3) χ ^ 2 #.

(n + 1)) / u_n) = abs (x ^ 2) #. Έτσι, αν θέλουμε να συγκλίνουν οι σειρές ισχύος, χρειαζόμαστε #abs (x ^ 2) = absx ^ 2 <1 #, έτσι ώστε η σειρά θα συγκλίνει αν #absx <1 #, η οποία δεν προκαλεί έκπληξη, καθώς είναι η ακτίνα σύγκλισης της αναπαράστασης σειράς ισχύος #arctan (x) #.