x/(1-x^2)展开为x的幂级数,求详细点的展开过程

作者&投稿:秦妻 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
x/(1-x^2)展开为x的幂级数,求详细点的展开过程~

f(x)=x/(1-x^2)
=x/(1-x)(1+x)
=(1/2)*[1/(1-x) - 1/(1+x)]

因为
1/(1-x)=∑(n=0,∞) x^n,x∈(-1,1)
1/(1+x)=∑(n=0,∞) (-x)^n,x∈(-1,1)

所以
f(x)=(1/2)*∑(n=0,∞) [1-(-1)^n] x^n,x∈(-1,1)
写得再清楚一点,就是:
f(x)=x+x^3+x^5+……=∑(n=0,∞) x^(2n+1),x∈(-1,1)

其实,如果细心一点观察,就可以发现:
x/(1-x^2)=lim(n→∞) x(1-0)/(1-x^2)
=lim(n→∞) x(1-(x^2)^n)/(1-x^2)
这正是首项为x,公比为x^2的等比级数的收敛函数~~~
因此,直接可推:f(x)=x+x^3+x^5+……=∑(n=0,∞) x^(2n+1),x∈(-1,1)
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套用一个结果:(1+x)^m=1+mx+m(m-1)2/2!×x^2+...,-1≤1x≤1(m是个正数)
把m换作1/2,x换作x^2,得到√(1+x^2)的幂级数展开式,再求导就是了

f(x)=x/(1-x^2)=x/(1-x)(1+x)=(1/2)*[1/(1-x) - 1/(1+x)]。

对于收敛域上的每一个数x,函数项级数(1)都是一个收敛的常数项级数,因而有一确定的和。因此,在收敛域上函数项级数的和是x的函数,称为函数项级数的和函数,记作s(x)。

数项级数式(4)可能收敛,也可能发散。如果数项级数式(4)是收敛的,称为函数项级数(1)的收敛点;如果数项级数式(4)是发散的,称为函数项级数(1)的发散点。函数项级数式(1)的所有收敛点的集合称为其收敛域,所有发散点的集合称为其发散域。



1/(1-x)²=【1/(1-x)】’
=(∞∑n²·xⁿ)'
=∞∑n1·nx^n-1
其他类似题型参考
1、求x/(1-x^2)展开为x的幂级数
f(x)=x/(1-x^2)
=x/(1-x)(1+x)
=(1/2)*[1/(1-x)
-
1/(1+x)]
因为1/(1-x)=∑(n=0,∞)
x^n,x∈(-1,1)
1/(1+x)=∑(n=0,∞)
(-x)^n,x∈(-1,1)
所以
f(x)=(1/2)*∑(n=0,∞)
[1-(-1)^n]
x^n,x∈(-1,1)
写得再清楚一点,就是:
f(x)=x+x^3+x^5+……=∑(n=0,∞)
x^(2n+1),x∈(-1,1)
其实,如果细心一点观察,就可以发现:
x/(1-x^2)=lim(n→∞)
x(1-0)/(1-x^2)
=lim(n→∞)
x(1-(x^2)^n)/(1-x^2)
这正是首项为x,公比为x^2的等比级数的收敛函数~~~
因此,直接可推:f(x)=x+x^3+x^5+……=∑(n=0,∞)
x^(2n+1),x∈(-1,1)
2、求x/(1+x^2)展开为x的幂级数
f(x)=x/(1+^2)
f(x)/x=1/(1+x^2)
同取积分:
∫(0,x)
f(t)/t
dt
=∫(0,x)
1/(1+t^2)
dt
=arctanx
=∑(n=0,∞)
(-1)^n
*
1/(2n+1)
*
x^(2n+1)
然后,同对x求导
f(x)/x=[∑(n=0,∞)
(-1)^n
*
1/(2n+1)
*
x^(2n+1)]'
=∑(n=0,∞)
[(-1)^n
*
1/(2n+1)
*
x^(2n+1)]'
=∑(n=0,∞)
(-1)^n
*
x^(2n)
因此,
f(x)=∑(n=0,∞)
(-1)^n
*
x^(2n+1),x∈(-1,1)

f(x)=x/(1-x^2)
=x/(1-x)(1+x)
=(1/2)*[1/(1-x)
-
1/(1+x)]
因为
1/(1-x)=∑(n=0,∞)
x^n,x∈(-1,1)
1/(1+x)=∑(n=0,∞)
(-x)^n,x∈(-1,1)
所以
f(x)=(1/2)*∑(n=0,∞)
[1-(-1)^n]
x^n,x∈(-1,1)
写得再清楚一点,就是:
f(x)=x+x^3+x^5+……=∑(n=0,∞)
x^(2n+1),x∈(-1,1)
其实,如果细心一点观察,就可以发现:
x/(1-x^2)=lim(n→∞)
x(1-0)/(1-x^2)
=lim(n→∞)
x(1-(x^2)^n)/(1-x^2)
这正是首项为x,公比为x^2的等比级数的收敛函数~~~
因此,直接可推:f(x)=x+x^3+x^5+……=∑(n=0,∞)
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