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无穷级数收敛计算级数-1+1/3-1/5+1/7-1/9+.+1/(2m-1)*(-1)的m次方收敛吗?要是收敛,收敛于多少呢?
题目详情
无穷级数收敛计算
级数-1+1/3-1/5+1/7-1/9+.+1/(2m-1)*(-1)的m次方收敛吗?要是收敛,收敛于多少呢?
级数-1+1/3-1/5+1/7-1/9+.+1/(2m-1)*(-1)的m次方收敛吗?要是收敛,收敛于多少呢?
▼优质解答
答案和解析
由Leibniz判别法,交错级数∑(-1)^m*am收敛当且仅当am->0.现在am=1/(2m-1)->0,所以级数收敛.
为求其值,注意到arctan(x)的Taylor展开式为
arctan(x)
=∑{n>=0} (-1)^n*x^(2n+1)/(2n+1)
(换元n=m-1)
=∑{m>=1} (-1)^(m-1)*x^(2m-1)/(2m-1)
=-∑{m>=1} (-1)^m*x^(2m-1)/(2m-1),
代入x=1,得
arctan(1)
=-∑{m>=1} (-1)^m/(2m-1),
所以待求级数
∑{m>=1} (-1)^m/(2m-1)
=-arctan(1)
=-π/4
为求其值,注意到arctan(x)的Taylor展开式为
arctan(x)
=∑{n>=0} (-1)^n*x^(2n+1)/(2n+1)
(换元n=m-1)
=∑{m>=1} (-1)^(m-1)*x^(2m-1)/(2m-1)
=-∑{m>=1} (-1)^m*x^(2m-1)/(2m-1),
代入x=1,得
arctan(1)
=-∑{m>=1} (-1)^m/(2m-1),
所以待求级数
∑{m>=1} (-1)^m/(2m-1)
=-arctan(1)
=-π/4
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