确定收敛半径
比值判别法:
$$ R = \lim_{n \to \infty} \left| \frac{a_{n}}{a_{n+1}} \right| $$
根值判别法:
$$ R = \limsup_{n \to \infty} \sqrt[n]{|a_n|} $$
确定收敛区间
收敛半径 \( R \) 确定后,收敛区间为 \( (-R, R) \)。
检查端点
对于 \( |x| = R \) 的情况,需要单独讨论收敛性。
如果幂级数在端点处绝对收敛,则收敛域包含该端点(闭区间)。
如果幂级数在端点处发散,则收敛域不包含该端点(开区间)。
特殊情况的处理
如果收敛半径 \( R = 0 \),幂级数只在一点(通常是 \( x = 0 \))收敛。
如果收敛半径 \( R = +\infty \),幂级数在整个实数轴上收敛。
以上步骤可以帮助确定幂级数的收敛域。需要注意的是,收敛域可以是开区间、闭区间、半开半闭区间,甚至是整个实数轴。