关于泰勒级数收敛问题?

这个函数f(x)在x=0处的幂级数的和函数为什么不收敛于f(x)本身呢?

展开后是一个函数项级数,它有收敛区间,也就是说,当自变量x在一定范围内级数是收敛的,当自变量x超出一定范围级数就是发散的。

要先求收敛半径,再判断端点情况。

还是举个例子吧:

y=lnx在x=0点展开:
lnx=x-(x^2)/2+(x^3)/3-(x^4)/4+...

求收敛半径:
lim{n->无穷大} |An+1/An|
=lim{n->无穷大} |n/n+1|
=1

判断端点:
当x=-1时,原级数是调和级数,发散。
当x=1时,原级数是一个交错级数,容易证明收敛。

所以收敛域是(-1,1].

也就是说,当x属于(-1.1]时,
lnx=x-(x^2)/2+(x^3)/3-(x^4)/4+...
当x不属于(-1.1]时,lnx是不能展开成级数的。比如
ln10=10-10^2/2+10^3/3-...
这个式子是错的,左边是个确定的数ln10,但右边发散的,两者不等。
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第1个回答  2020-10-30
这个函数在x=0处可以泰勒展开么?感觉它不能无穷次可导啊追问

可以的,展开之后的幂级数式子恒为0,但是这个式子仅仅在x=0这一点成立,而在0的任何邻域内均不恒成立,所以我就好奇原因是什么。

追答

“可以的”的证明呢?这就要求f(x)在x=0处的任意阶导数都是0,且任意阶导数都连续,如果任意阶导数都连续,和函数也不可能不连续啊

追问

我记得用导数的定义是可以证明在x=0处的任意阶导都为0

追答

根据可导即连续,如果任意阶导数存在,那么任意阶导数连续,函数也肯定连续,你说它和函数不连续那肯定有问题。

追问

没有说和函数不连续呀。和函数就是S(x)=0

追答

你不是说不收敛于f(x)么?那你所谓的不收敛是啥意思啊?

追问

是我表述有问题,我其实是想说和函数S(x)和f(x)不相等。

追答

你是想把x=0的展开式和x不等于0的展开式一致?你函数本来就是分段函数,为什么要求泰勒展开式不是分段的呢?

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