1、第四章 级 数 第一节 级数和序列的基本性质1、复数项级数和复数序列:复数序列就是:在这里, 是复数,,.,.,2211 nnibazibaziz nz一般简单记为 。按照 是有界或无界序列,ImRenn z|我们也称 为有界或无界序列。z设 是一个复常数。如果任给 ,可以找到一个正数00N,使得当 nN 时,|0zn那么我们说 收敛或有极限 ,或者说 是收敛序列,并nzn且收敛于 ,记作0。0limzn如果序列 不收敛,则称 发散,或者说它是发散序列。n令 ,其中 a 和 b 是实数。由不等式z0 | 0bannn及容易看出, 等价于下列两极限式:0limzn,lim,libann因此,有下
2、面的注解:注解 1、序列 收敛(于 )的必要与充分条件是:序列n0收敛(于 a)以及序列 收敛(于 b) 。nn注解 2、复数序列也可以解释为复平面上的点列,于是点列收敛于 ,或者说有极限点 的定义用几何语言可以叙述z00z为:任给 的一个邻域,相应地可以找到一个正整数 N,使得当 nN0z时, 在这个邻域内。n注解 3、利用两个实数序列的相应的结果,我们可以证明,两个收敛复数序列的和、差、积、商仍收敛,并且其极限是相应极限的和、差积、商。复数项级数就是 21nzz或记为 ,或 ,其中 是复数。定义其部分和序列nn为: nnzz.21如果序列 收敛,那么我们说级数 收敛;如果的极限是 ,那么说
3、 的和是 ,或者说 收nnn敛于 ,记作,1nz如果序列 发散,那么我们说级数 发散。nn注解 1、对于一个复数序列 ,我们可以作一个复数项级数如nz下.)(.)()( 123121 nzzz则序列 的敛散性和此级数的敛散性相同。n注解 2、级数 收敛于 的 定义可以叙述为:N有时使 得 当 ,0,,|1nkz注解 3、如果级数 收敛,那么n,0)(limli1nnz注解 4、令,我们I,Re,I,e,Rbaban有 nkkni11因此,级数 收敛(于 )的必要与充分条件是:级数z收敛(于 a)以及级数 收敛(于 b) 。nn注解 5、关于实数项级数的一些基本结果,可以不加改变地推广到复数项级
4、数,例如下面的柯西收敛原理:柯西收敛原理(复数项级数):级数 收敛必要与充分条件nz是:任给 ,可以找到一个正整数 N,使得当0nN,p= 1,2,3,时, |.|21pnnzz柯西收敛原理(复数序列):序列 收敛必要与充分条件是:任给 ,可以找到一个正整数 N,使得当 m 及 nN,0|nz对于复数项级数 ,我们也引入绝对收敛的概念:如果级数 .|.|21nzz收敛,我们称级数 绝对收敛。n注解 1、级数 绝对收敛必要与充分条件是:级数 以na及 绝对收敛:事实上,有nb,|121knknkkkkbaz及注解 2、若级数 绝对收敛,则 一定收敛。nznz例、当 时, 绝对收敛;1|2并且有0lim,1.112 nnn我们有,当 时,|.2n如果复数项级数 及 绝对收敛,并且它们的和z“分别为 ,那么级数“,).(“1“121 znnn也绝对收敛,并且它的和为 。