第四章 / 练习
练习与解题索引
教材印刷页 103—107 · 本节目标 按题型选择方法,通过分层练习检查独立解题能力。
原书习题的解题方法索引
下面不是要求你把所有题同时做完,而是把每组题需要调用的知识对齐。
| 习题 | 主要做法 | 需要练到的程度 |
|---|---|---|
| 1 | 求收敛半径,再单独检查圆周 | 能完整写清条件 |
| 2 | 已知展开式的代入、乘除、求导、积分 | 能选出省事的改写 |
| 3 | 先令 |
不把中心写错 |
| 4 | 消分母、比较系数 | 能推出递推关系 |
| 带星号的 5 | 对生成函数求导、比较系数 | 先理解方法,特殊公式可后补 |
| 6 | 几何级数代入 |
会把实三角级数合并成复数级数 |
| 7 | 展开 |
会由级数证明估计 |
| 8、9 | 提取零点因子、比较阶数 | 会处理极限、乘积、和、商 |
| 10、11 | 按指定圆环选择正幂或负幂展开 | 看到区域就知道怎样配几何级数 |
| 12 | 以指定中心画同心圆,计算到奇点的距离 | 能写正确的展开区域 |
| 13 | 有限奇点逐个分类,并检查无穷远点 | 能判断是否孤立、能算极点阶数 |
| 14 | 作 |
不混淆零点与无穷远点 |
| 15、16 | 比较有限阶因子,检查抵消和孤立性 | 不把可能抵消的情况强行定阶 |
其中几种证明题,再给你说明一下怎么起手。
习题 6:三角级数为什么引入复数?
因为:
右边分母有理化:
于是取实部、虚部,就同时得到:
要学的是把两套三角运算合并成一个几何级数。
习题 7:指数函数估计怎么证明?
从:
取模:
再用
这就得到原题要求的不等式。
要学的是:复杂复数表达式取模后,常能被一个实数正项级数控制。
习题 9、15:和的阶数为什么不能一概而论?
乘积、商可以直接加减阶数,但相加要防抵消。
例如两个一阶零点函数:
它们相加:
零点阶数从 1 提高到了 3。
两个同阶极点也可能抵消:
所以:
- 不同阶相加,较强的主导项通常决定结果;
- 同阶相加,必须检查首项系数是否抵消;
- 可能抵消到更高阶零点,也可能把极点完全消掉。
这就是题目中“讨论”的内容,不能随便给一个固定阶数。
四类题的书写流程
遇到一道题,先判断它属于哪一种。
要求泰勒展开:
要求罗朗展开:
要求有限奇点分类:
要求无穷远点分类:
基础展开式、几何级数的适用条件、零点与极点的阶数、按圆环选择展开方式,这几项需要练到能独立使用。泰勒定理和罗朗定理的长证明,先掌握它们的关键逻辑;贝塞尔函数和带星号生成函数题,先掌握“求系数、比较系数”的方法,再记具体公式。
A 基础检查
通项和部分和
判断
答案与解题依据
实部级数
两种极端收敛半径
求
答案与解题依据
第一式的系数比
同一个半径与不同边界
比较
答案与解题依据
三个级数的半径都为
换中心展开
把
完整步骤
令
最近奇点是
系数与恒等式改写
求
答案与解题依据
利用
零点阶数
判断
答案与解题依据
分别从
B 方法迁移
比较系数
若
完整步骤
两边乘
从展开读极点
在
完整步骤
最低非零幂次为
区域决定展开
分别在
完整步骤
不能。原点本来就是解析点。奇点分类必须使用贴着该中心的去心邻域展开,不能使用远离中心的外环展开。
抵消后的真实阶数
判断
完整步骤
原点是三阶极点。主部是
幂次平移与本性
判断
完整步骤
在
在无穷远点,令
取倒数前检查孤立性
答案与解题依据
分母在
C 综合判断
无穷远点的四种情况
分别判断
答案与解题依据
第一式可去,补值为
相加可能抵消
设
完整步骤
极点相加也可能降阶
设
完整步骤
一题串起零点展开和奇点分类
研究
完整步骤
分子在
在
展开中心是
完成标准
基础题 1—6 应当能独立写出条件和理由;迁移题 7—12 应当能解释为什么选这种展开;综合题 13—16 应当先检查孤立性,再给出类型和阶数。把“只差一步”的题标出来,定位是中心、区域、系数、零点阶数还是定义前提出了问题。
教材带星号的勒让德生成函数题和贝塞尔函数例题,第一轮优先学会求导后比较系数的办法。后续课程用到具体特殊函数时,再集中熟记它们的公式。
完成自编检查题 16,先独立作答,再展开解析核对方法与条件。