求反常积分
∫0∞(1+x2)(1+xα)1dx.
解 令x=t1,则
∫0+∞(1+x2)(1+xα)1dx=∫0+∞(1+t2)(1+tα)tαdt=∫0+∞(1+x2)(1+xα)xαdx=21∫0+∞(1+x2)(1+xα)1+xαdx=21∫0+∞1+x21dx=4π.
求级数的敛散性
∑n=1∞nsinn2+1π.
解
an=nsin[nπ+(n2+1−n)π]=(−1)nnsinn2+1+nπ
根据莱布尼茨判别法,原级数收敛。
当n趋于无穷时,
∣an∣=nsinn2+1+nπ∼nn2+1+nπ∼2πn231
故原级数绝对收敛。
求级数∑n=1∞n(n+1)x2n+3在−1<x<1内的和函数
n=1∑∞n(n+1)x2n+3=n=1∑∞nx2n+3−n=1∑∞(n+1)x2n+3=x3n=1∑∞nx2n−xn=1∑∞n+1x2n+2
由ln(1−x)=−∑n=1∞nxn得
上式=−x3ln(1−x2)−x(n=0∑∞n+1(x2)n+1−x2)=−x3ln(1−x2)−x(n=1∑∞nx2n−x2)=−x3ln(1−x2)−x(−ln(1−x2)−x2)=(x−x3)ln(1−x2)+x3
求级数∑n=0∞n!n+1xn的和函数
n=0∑∞n!n+1xn=xn=1∑∞(n−1)!xn−1+n=0∑∞n!xn=xex+ex