无穷级数 · 用比值判别法判断 ∑ x^n/n! 的收敛半径

第11章 无穷级数 | 题库题号 12-3(可溯源)| 一题一图组 · 按题型取式 | 师生双视图同源
载体:自绘 SVG·零外链·数据不出本地
题 干
用比值判别法判断 $\sum_{n=1}^{\infty}\dfrac{x^{n}}{n!}$ 的收敛半径
还原图分解图关键点图路径图雷区图认知层级图方法矩阵
图一还原图先把「有什么」摆出来
已 知幂级数 ∑ xⁿ/n!aₙ = 1/n!所 求收敛半径 R缺口需架桥
含 $n!$ 的幂级数,标准工具是比值判别法。
教师提示:见到阶乘,先想比值。
学生写出通项 $a_n=\dfrac1{n!}$。
图二分解图比值链怎么收敛到 R
分解链:每一步都可核验幂级数 ∑ aₙxⁿaₙ = 1/n!比值 ρ = lim|aₙ₊₁/aₙ|= lim 1/(n+1) = 0R = 1/ρρ=0 ⇒ R = +∞R = ∞ 含义对任意 x 皆收敛含 xⁿ 的指数增长阶乘 1/n! 压制一切 x
比值 $\dfrac{a_{n+1}}{a_n}=\dfrac{1}{n+1}\to 0=\rho$,故 $R=\dfrac1\rho=+\infty$。
教师提醒:$\rho=0$ 不是算不出来,而是 $R=\infty$。
学生亲手算出比值并取极限。
图三关键点图ρ 一路掉到 0
极限 = 0n=10.500n=20.333n=30.250n=40.200n=50.167n=60.143n=70.125n=80.111ρₙ
比值 $\rho_n=\dfrac1{n+1}\to 0$;$\rho=0\Rightarrow R=+\infty$,即对一切 x 收敛。
教师反问:$\rho$ 越小说明收敛越快还是越慢?
学生写下「阶乘压过一切 $x^n$」。
图四路径图本型题的决策步(来自分解库)
① aₙ=1/n!写通项② 算比式|aₙ₊₁/aₙ|③ 取极限→ 0④ 得 RR=1/ρ=∞⑤ 结论∀x 收敛按序执行;每步产出一个可核验的中间结果。
五步决策:每步产出一个可核验的中间结果,最后一步落到结论。
教师只点拨关键一步,其余留给学生补全。
学生按图逐步执行,把每步的中间结果写下来。
图五雷区图错在哪一步(真实数据接入位)
雷区数据接入位 本图用于把「最易错处」钉在图上的具体位置;错误率来自题库作答聚合(脱敏·按知识点「幂级数」)。
本知识点真实错误率:数据接入后显示(暂无则不显示,绝不编造)。
雷区图把「最容易错的地方」钉在图上的具体位置;错误率数据接入后显示。
教师小结只点典型错误、不点名;若某雷区错误率 > 40%,下节课开头加 3 分钟快问快答。
学生对照自查:这几个位置我有没有踩坑?
图六认知层级图本题落在 Bloom 哪一层
认知层级(Bloom):本题在主序列中的位置记忆●理解●应用●分析评价创造绿=本题涉及;灰=本题不涉及(层级递进,但不要求每题都到顶)
本题涉及的认知层级(绿)——从「记忆」到「创造」逐级递进。
教师据此定课堂标高:只到「应用」的题,不拔到「评价」。
学生知道要练到哪一层:会算 ≠ 会用。
图七方法矩阵同型扫描:见到什么→用什么方法
方法选择矩阵:看识别特征 → 定判别方法 → 对到实例识别特征判别方法实例可裂项 1/n(n+1)部分和·裂项相消12-1交错 (-1)ⁿ⁻¹·bₙLeibniz 判别法12-2含 xⁿ/n!(幂级数)比值法求半径本题 12-3 ★对数型 1/(n·ln n)积分判别法12-6
把「同型题」按**判别方法**归类:识别特征 → 方法 → 实例,一眼看到方法选择逻辑。
教师用这张表带「方法选择」——不是背题,是见招拆招。
学生做完一题后对照:下次见到同类特征,能不能自己选方法?
🔗 同型题串联(练完这题接着练):练同类 · 12-1 →练同类 · 12-2 →练同类 · 12-6 →
🎯 同型题 · 同考场(Ch7 幂级数 · 题库真题 105 道,取 4 道 · 可溯源 id,非本题改编)
求幂级数 $\sum_{n=0}^\infty\frac{x^{2n}}{n!}$ 的和函数
#HC0773-002a | fill | 进阶
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$e^{x^2}$
求幂级数 $\sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^n}{(n+1)2^n}$ 的和函数。
#HC0773-003 | calc | 进阶
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$-\frac{2}{x}\ln\left(1-\frac{x}{2}\right)$,$|x|<2$,且 $S(0)=\frac12$
求幂级数 $\sum_{n=1}^{\infty} n x^n$ 的和函数。
#HC0773-004 | calc | 进阶
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$\frac{x}{(1-x)^2}$,$|x|<1$
求幂级数 $\sum_{n=1}^\infty \frac{x^n}{n\cdot2^n}$ 的收敛半径和收敛区间。
#HC0773-009 | calc | 进阶
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$R=2$,$[-2,2)$
做法同源:识别特征 → 判别方法 → 验算。答案可折叠,先自己做再看;错误率来自训练记录(样本不足则留白,绝不编造)。