2023數(shù)分Day56+57(冪級(jí)數(shù)4+5:逐項(xiàng)取極限與逐項(xiàng)積分、理論問(wèn)題補(bǔ)充)
一、整體感覺(jué)
對(duì)著答案寫(xiě)一遍;自己寫(xiě)一遍;寫(xiě)的錯(cuò)誤修正后再理解著寫(xiě)一遍;三遍基本上思路就清楚了
二、需要復(fù)習(xí)的
1、歸結(jié)原則
2、ε-N語(yǔ)言
3、放縮的技巧
4、等比級(jí)數(shù)求和公式
5、迫斂性的應(yīng)用
6、可導(dǎo)與連續(xù)關(guān)系
7、連續(xù)性的應(yīng)用(如運(yùn)算符和極限符的交換)
8、Rolle中值定理使用
9、單調(diào)有界定理使用
10、Taylor定理
三、具體真題
Day56
1【電子科大】(可以比較一下Tauber定理,具體證明見(jiàn)專(zhuān)欄“Day56補(bǔ)充”)

一問(wèn)做法:
1、把極限記出來(lái),用歸結(jié)原則
2、用ε-N語(yǔ)言寫(xiě)出三個(gè)定義式
3、放縮,過(guò)程中還會(huì)用到等比數(shù)列求和,1-x^n拆成多項(xiàng)式乘積等應(yīng)用細(xì)節(jié),多寫(xiě)幾遍,多感受。
二問(wèn):舉個(gè)反例an=(-1)^n即可,注意它與x^n結(jié)合,可以變成(-x)^n

2【大連理工】
理論性沒(méi)有電子科大強(qiáng),思路也比較明晰。
思路就是左邊=右邊,兩邊分別入手,最后發(fā)現(xiàn)結(jié)果相等就證明好了。
左邊:
①先對(duì)級(jí)數(shù)求出收斂半徑,然后關(guān)注端點(diǎn)0和1,得到最后收斂域?yàn)椤?,1);
②再根據(jù)一致收斂定理(數(shù)分下定理14.4:收斂區(qū)間內(nèi)任意閉區(qū)間一致收斂),于是任取|x|≤1-ε,(任取ε∈(0,1),注意ε范圍不僅僅是要大于0,還要求小于1!不要漏寫(xiě)了),得到冪級(jí)數(shù)絕對(duì)收斂且一致收斂
③再利用冪級(jí)數(shù)的連續(xù)性(因?yàn)閮缂?jí)數(shù)本質(zhì)上就是一個(gè)多項(xiàng)式,是初等函數(shù),存在連續(xù)性),可以交換積分與求和的順序,這里還要取個(gè)極限,積分上限為1-ε,外面的極限使得ε趨于0+,用于順利求積分,最后得到為數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)Σ(1/n^2)=π^2/6
右邊:直接先求出積分,然后得到數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)Σ(1/n^2)=π^2/6;
發(fā)現(xiàn)左邊=右邊;
得到最終結(jié)果

Day57
1【武漢大學(xué)】
具體做法:
①先根據(jù)題干說(shuō)f(x)僅有正實(shí)根,設(shè)出所有互異的正實(shí)數(shù),寫(xiě)出f(x)用多個(gè)解的形式組成的多項(xiàng)式,注意確定0<x1<X2<...<xs;k1,k2,...,ks是正實(shí)數(shù)
②然后再由題干表達(dá)式,求f'(x),構(gòu)建與f(x)關(guān)系
③滿(mǎn)足等比級(jí)數(shù)求和的收斂范圍的時(shí)候,即設(shè)|x|≤x1,求-f'(x)/f(x),得到最后的Σcn*x^n,利用展開(kāi)式系數(shù)的唯一性得到cn
對(duì)于一問(wèn):發(fā)現(xiàn)cn明顯各項(xiàng)>0,得證;
對(duì)于二問(wèn):cn首先大于等于第一項(xiàng)k1/x1^(n+1),然后同時(shí)≤(k1+...+ks)/x1^(n+1),把分母放縮到最小的x1^(n+1),使得整體最大;然后開(kāi)n次方根,利用迫斂性得到cn的n次方根趨于1/x1;最后利用極限的四則運(yùn)算法則,取個(gè)倒數(shù),得到極限趨于x1,恰好這個(gè)x1也是我假設(shè)的f(x)的根中的最小值,因此得證。
關(guān)鍵:1、在于充分利用題干信息,以及一些放縮技巧的使用
2、求f'(x)且與f(x)構(gòu)建關(guān)系的時(shí)候要細(xì)心一點(diǎn),注意對(duì)于n個(gè)式子乘積求導(dǎo)的規(guī)律要熟悉!
3、對(duì)于過(guò)程中cn最后求出的那個(gè)展開(kāi)式系數(shù)的唯一性,將在下一專(zhuān)欄特別予以說(shuō)明。

2【同濟(jì)大學(xué)】
做法:
①利用(ii)和(i)的條件得到R上各階可導(dǎo)以及可使用連續(xù)性得到f(0)=0;
②利用Rolle中值定理,得到f'(yn)=0;
③為說(shuō)明yn的極限存在,利用單調(diào)有界定理,去證明yn單調(diào)遞減,注意到xn+1<yn<xn,Rolle中值定理證明時(shí)候使用到的,然后迭代代n+1→n,得到xn+2<yn+1<xn+1,因此yn+1<xn+1<yn,所以yn單調(diào)遞減,且yn有下界,所以單調(diào)遞減(注:這里證明yn單調(diào)遞減有下界,為了利用單調(diào)有界原理為后面連續(xù)性鋪路)
④充分利用一下迫斂性,由于xn+1<yn<xn,而兩端由題干(i)知道其趨于0,因此yn極限為0;
⑤此時(shí)使用f'在R上連續(xù)性,得到f'(0)=f'(limyn)=limf'(yn)=lim0=0;
⑥以此類(lèi)推,得到f^(n)(0)=0,任取n=0,1,2,....
⑦由Taylor定理,得到任取x屬于R以及n屬于Z+,存在ξ屬于R,得到f(x)=f(0)+f'(0)x+...+f^(n)(0)x^n/n!+f^(n+1)(ξ)x^n+1/(n+1)!.因此利用各階導(dǎo)數(shù)在x0=0處為0的情況,得到f(x)就等于最后一項(xiàng);讓兩邊取絕對(duì)值,然后利用題干(ii)放縮,最后對(duì)于|x|^(n+1)/(n+1)!對(duì)于固定的x∈R都有極限為0(證明過(guò)程見(jiàn)下圖),最后可知|f(x)|≤0,這迫使|fx)|恒等于0,即f(x)恒等于0,任取x∈R.

最后那個(gè)極限為何為0的說(shuō)明:
