定义陈述

为实数列,。称形如

的函数项级数(ANL-DEF-035)为以 中心幂级数 称为它的系数

特别地,当

是最常用的标准形式(一般幂级数经平移 即化为此形)。

约定 项取 (即使 ),故幂级数在中心 处恒收敛于

与相近概念的区别

概念形式特点
一般函数项级数 通项任意收敛域形状任意
幂级数 通项 系数 收敛域必为 为中心的区间ANL-DEF-038
多项式有限项幂级数处处收敛,本质有限和
Taylor 级数(ANL-DEF-039由函数生成的特殊幂级数

直觉理解

幂级数是”无穷次多项式”——把多项式 的项数推向无穷。它的特殊之处在于:通项的 依赖被锁死为纯幂次 ,使收敛行为高度规整。

这种规整性带来一个深刻结论(ANL-DEF-038):幂级数的收敛域必是一个以中心 为对称中心的区间(可能退化为一点或全直线),不会像一般函数项级数那样支离破碎。在收敛区间内部,幂级数还能像多项式一样逐项求导、逐项积分ANL-THM-046),这使它成为表示与计算函数( 等,ANL-DEF-039)的核心工具。

典型例子

  • 几何级数 (系数 ,中心 );
  • 指数级数 (系数 )。

链接