在參考《吉米多維奇4》的基礎之上,最近終於解決了一直困擾自己的一個問題——下面級數的值如何計算,現在將方法分享給大家,若有紕漏之處,望大家批評指正。
首先,該級數是條件收斂的。證明的話,分兩步:
一、該級數是收斂的,證明如下:(用Dirichlet判別法)
運用三角函數的積化和差公式,得
經過化簡(上式等式右邊相鄰兩項抵消),得(0<x<pi)
也就是說,無論N取多大,都有
故sinnx的部分和有界,又因爲1\n單調遞減趨於零,由Dirichlet判別法知,該級數收斂。
二、該級數不絕對收斂。證明如下:
注意,上式等式最右側的級數同上面一的證法也可證明收斂,而右邊第一項的級數是發散的,故該級數加絕對值後等於正無窮,即是發散的。
下面開始計算該級數的值:(運用複數)
令,那麼有(下面第三個等號運用公式lnz=ln(|z|e^iargz)=ln|z|+iargz)
而
故有
又由棣莫弗公式得
實部對實部,虛部對虛部,故有
至此,問題得以解決。如計算下面級數的值:可令x=1,則有
最後,希望大家能夠對這類問題有所啓發,掌握解決這類問題的一種思路。