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99 台灣大學微積分(B) 第 6 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分B

99學年度 · 99台大微積分B · 第 6 題

題目

6. 冪級數

∑n=1∞3nn+1(x−2)n\sum_{n=1}^{\infty}\frac{3^n}{\sqrt{n+1}}(x-2)^n

的收斂區間為 (6)‾\underline{\quad(6)\quad}。

解答

解法一

思路

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  • 先以根值判別法求收斂半徑。
  • 端點必須分開代入檢查,不能只寫開區間。

答題過程

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係數的根值極限為

lim⁡n→∞3nn+1n=3,\lim_{n\to\infty}\sqrt[n]{\frac{3^n}{\sqrt{n+1}}}=3,

故收斂半徑 R=1/3R=1/3,先得到 ∣x−2∣<1/3|x-2|<1/3。

在 x=5/3x=5/3 時,級數變成

∑n=1∞(−1)nn+1,\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^n}{\sqrt{n+1}},

它是遞減趨零的交錯級數,收斂;在 x=7/3x=7/3 時則為正項級數 ∑1/n+1\sum 1/\sqrt{n+1},發散。

所以收斂區間為

[53,73).\boxed{\left[\frac53,\frac73\right)}.