(a) 에 대해 임을 보이세요.
(b) 을 다항식의 비로 나타내세요. 이 급수가 수렴하는 의 값의 범위를 구하세요.
영어 원문 보기
(a) Show that for .
(b) Express as a ratio of polynomials. For which does this series converge?
정답·풀이 보기
(a)
의 양변을 미분하면
이다. 이제 양변에 를 곱하면
이므로 주어진 등식이 성립한다.
(b) (a)의 결론의 양변을 미분하면
이다. 이제 양변에 를 곱하면
이다.
미분해도 거듭제곱급수의 수렴 반지름은 변하지 않는다. 따라서 이 급수의 수렴 반지름은 이다(처음의 등비급수의 수렴 반지름과 같다). 에서는 발산 판정법에 의해 이 급수가 발산한다. 그러므로 이 급수는 에서 수렴한다.
원본 교재 풀이(영어)
(a) Differentiating both sides of
gives
Now multiplying both sides by gives
as desired.
(b) Differentiating both sides of the conclusion of part (a) gives
Now multiplying both sides by gives
We know that differentiation preserves the radius of convergence of power series. So this series has radius of convergence (the radius of convergence of the original geometric series). At the series diverges by the divergence test. So the series converges for .