2024年3月27日发(作者:教师如何制作数学试卷分析)

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咸阳师范学院2010届本科毕业毕业论文

前 言

我们学习了级数理论,但是我们知道的仅仅是结果,对于过程确实不甚了解。

级数理论的发展经历了一个相当漫长的时期,从芝诺(Zeno of Elea,约公

元前490一约公元前425)的二分法涉及到把1分解成无穷级数,

亚里士多德(Aristotle)也认为这种公比小于1的几何级数有和,到阿基米德

(Archimedes,公元前287一公元前212)在他的《抛物线图形求积法》一书中,在

求抛物线弓形面积的方法中使用了几何级数,并且求出了它的和,这时中国对于

级数也有所发现,中国古代的《庄子·天下》中的“一尺之捶,日取其半,万世

不竭”含有极限的思想,用数学形式表达出来也是无穷级数。而级数理论的形成

和建立是在19世纪,柯西是第一个认识到无穷级数论并非多项式理论的平凡推广

而应当以极限为基础建立起完整理论的数学家,之后在经过了几十年,级数理论

才得以真正的完善,大致分为数项级数,函数项级数,幂级数,傅里叶级数。

级数理论的发展可以分成几个时期:级数的早期工作、函数的展开、级数的

求和、收敛与发散的初探、理论的形成、理论的建立、一致收敛、影响与发展、

渐近级数、级数的可和性。每个时期都经过很长的时间才得以发展,都是经过很

多数学家的共同努力才得出的结果。

无穷级数在18世纪的形式发展,促成了数学家在19世纪建立无穷级数理论。

无穷级数作为分析的一个有效工具,丰富了数学理论的发展。此外,发散级数在

天文、物理上的广泛应用,推动了人类发展的进步。

级数理论的发现极大的丰富了数学的内容,也使得数学史上的很多问题得以

解决,也使得我们的生活更加便捷。

1

2

级数理论及应用

一,数项级数

1,一般概念

定义1: 给定一个数列

u

n

对它的各项依次用“+”号连接起来的表达式

,其中

u

n

u

1

+

u

2

+„+

u

n

+„ (1)

称为数项级数或无穷级数(也常简称级数)

为数项级数(1)的通项。

数项级数(1)也常写作:

u

n

或简单写作

u

n

n1

定义2:在数项级数

u

n

中,每一项都是正数时,则称为正项级数。

任意项级数:①若级数的各项符号正负相间,即

u

1

u

2

u

3

u

4



(

1)

n1

u

n



(u

n

0,n

1,2,

)

称为交错级数。② 级数

(几何级数)。③ 级数

1

a

aq

aq

2



aq

n



称为等比级数

为调和级数。

111



23n

数项级数(1)的前

n

项之和,记为

s

n

=

u

k

=

u

1

u

2

u

n

,称它为数项

k1

n

级数(1)的第

n

个部分和,也简称部分和。

定义2:若数项级数(1)的部分和数列

{s

n

}

收敛于

s

(即

lim

s

n

s

),则称

n

数项级数(1)收,称

s

为数项级数(1)的和,记作

su

1

u

2

u

n



s

u

n

{s

n

}

是发散数列敛,则称数项级数(1)发散。

又若

|u

n

|

收敛,则称级数

u

n

绝对收敛;而

u

n

收敛,但

|u

n

|

发散,

则称级数

u

n

条件收敛。

2.基本性质

(1).级数

u

n

ku

n

k

是常数)有相同的敛散性,且若

u

n

s

,则

ku

n

ks

(2),若

u

n

a

,,则

(u

n

b

n

)

u

n

b

n

ab

b

n

b

(即它们收敛)

u

b

n

n

之一发散(另一收敛),则

(u

- 2 -

n

b

n

)

发散;若

u

n

b

n

皆发散,则


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级数,理论,发展,建立