равна сумме ряда из производных. Почленное дифференцирование можно применить повторно к ряду из производных первого порядка, второго и т.д. Значит, сумма степенного ряда имеет внутри интервала сходимости производные всех порядков.
Замечание. При почленном интегрировании и дифференцировании степенного ряда интервал сходимости сохраняется. Сходимость на концах интервала может появляться или исчезать.
|
|
|
|
x |
n |
|
|
Пример 4. Найти сумму ряда |
( 1) |
n 1 |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|||||
|
n |
|
|||||
|
|
|
|
||||
n 1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1, 1 |
|
|||
Данный ряд сходится на промежутке |
|
. Обозначим |
|||||
|
|
|
|
||||
применим теорему о почленном дифференцировании:
S(x)
его сумму и
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
S (x) |
|
( 1) |
n 1 |
x |
n 1 |
|
|
( 1) |
n |
x |
n |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
n 1 |
|
|
|
|
|
n 0 |
|
|
|
|
|
1 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Полученный |
в результате почленного |
дифференцирования степенной |
|||||||||||||
является суммой геометрической прогрессии и сходится на интервале |
( |
||||||||||||||
|
|||||||||||||||
ряд
1,1)
.
Учитывая, что
S (0)
0
, найдем
S (x) ln(1
x)
.
|
|
|
|
|
|
Пример 5. Найти сумму ряда |
(n 1) x |
n |
. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||
n 0 |
|
|
|
|
|
Данный ряд сходится на интервале |
( 1,1) |
. Обозначим |
|||
|
|
|
|||
применим теорему о почленном интегрировании:
S(x)
его сумму и
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
S (x)dx |
|
x |
n 1 |
|
|
x |
n |
|
. |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
||||||||
0 |
|
|
|
n 0 |
|
|
|
n 1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полученный |
|
в |
|
результате |
|
почленного интегрирования степенной |
ряд |
|||||||||||
является суммой геометрической прогрессии и сходится на интервале |
( 1,1) |
. |
||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
x |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 . |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
1 x |
(1 x) |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||