Skip to content · ⁨ข้ามไปยังเนื้อหา⁩

Infinite Sequences and Series · ⁨ลำดับและชุดอนันต์⁩

AP Calculus BC · Topic 10 · ⁨หัวข้อ 10⁩

Video lesson for this topic · ⁨บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้⁩ Open the video page · ⁨เปิดหน้าวิดีโอ⁩
8:20

อนุกรมอนันต์

คุณสามารถบวกจำนวนนับไม่ถ้วนแล้วได้คำตอบจำกัดหรือไม่? น่าประหลาดใจ คือได้ บวกไปเรื่อยๆ บางครั้งผลรวมจะพุ่งไปที่อนันต์ — แต่บางครั้งมัน…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ⁩

10.1

Defining Convergent and Divergent Infinite Series · ⁨การนิยามอนุกรมอนันต์ที่ลู่เข้าและลู่ออก⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-7): Applying limits may allow us to determine the finite sum of infinitely many terms.

Learning Objective LIM-7.A: Determine whether a series converges or diverges. BC ONLY

  • LIM-7.A.1 The $n$th partial sum is defined as the sum of the first $n$ terms of a series. BC ONLY
  • LIM-7.A.2 An infinite series of numbers converges to a real number $S$ (or has sum $S$), if and only if the limit of its sequence of partial sums exists and equals $S$. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-7): การ APPLY ลิมิตอาจช่วยให้เราหาผลบวกที่มีจำนวนจำกัดของพจน์นับไม่ถ้วนได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-7.A: ตรวจสอบว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-7.A.1 ผลบวกย่อยที่ $n$ กำหนดโดยผลบวกของ $n$ พจน์แรกๆ ของอนุกรม เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-7.A.2 อนุกรมอนันต์ของจำนวนจริงจะลู่เข้าสู่จำนวนจริง $S$ (หรือมีผลบวกเป็น $S$) ก็ต่อเมื่อลิมิตของอนุกรมผลบวกย่อยของมันมีอยู่และมีค่าเท่ากับ $S$ เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

An infinite series 无穷级数 adds infinitely many terms, $\sum_{n=1}^\infty a_n$. Its value is defined as the limit of the partial sums 部分和 $S_N=a_1+a_2+\cdots+a_N$. If $S_N$ approaches a finite number $L$, the series converges 收敛 to $L$; otherwise it diverges 发散. Every convergence question is really a question about the limit of the partial sums.

ไทย
ตุ๊กตา matryoshka ซ้อนกัน: อนุกรมอนันต์เพิ่ม terms ต่อเนื่อง — บางตัวลู่เข้า บางตัวลู่ออก
ตุ๊กตา matryoshka ซ้อนกัน: อนุกรมอนันต์เพิ่ม terms ต่อเนื่อง — บางตัวลู่เข้า บางตัวลู่ออก

อนุกรมอนันต์ เพิ่ม terms数目อนันต์, $\sum_{n=1}^\infty a_n$. ค่าของมันถูกนิยามเป็น limit ของ ผลบวกย่อย $S_N=a_1+a_2+\cdots+a_N$. ถ้า $S_N$ เข้าใกล้จำนวนจำกัด $L$, อนุกรม ลู่เข้า ไปยัง $L$; มิฉะนั้นจะ ลู่ออก. ทุกคำถามเกี่ยวกับการลู่เข้าที่แท้จริงเป็นคำถามเกี่ยวกับ limit ของผลบวกย่อย.

ผลบวกย่อยของอนุกรมเรขาคณิตที่ลู่เข้าปีนขึ้น toward a บน 1-r
สำหรับอนุกรมเรขาคณิตที่มี $a=1,\ r=\tfrac12$, ผลบวกย่อย $S_1,S_2,S_3,\dots$ ปีนขึ้น toward limit $\dfrac{a}{1-r}=2$ – limit นั้นคือค่าของอนุกรม.
Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
infinite series/ˈɪnfɪnət ˈsɪəriːz/ อนุกรมอนันต์
partial sums/ˈpɑːʃl sʌmz/ ผลบวกย่อย
converges/kənˈvɜːdʒɪz/ ลู่เข้า
diverges/daɪˈvɜːdʒɪz/ ลู่เข้า
geometric series/ˌdʒiːəʊˈmetrɪk ˈsɪəriːz/ อนุกรมเรขาคณิต
integral test/ˈɪntɪɡrəl test/ การทดสอบอินทิเกรต
harmonic series/hɑːˈmɒnɪk ˈsɪəriːz/ อนุกรมฮาร์มอนิก
Direct comparison/daɪˈrekt kəmˈpærɪsn/ การเปรียบเทียบโดยตรง
Limit comparison/ˈlɪmɪt kəmˈpærɪsn/ การเปรียบเทียบค่าลิมิต
alternating series/ˈɔːltəneɪtɪŋ ˈsɪəriːz/ อนุกรมสลับ
ratio test/ˈreɪʃɪəʊ test/ การทดสอบอัตราส่วน
converges absolutely/kənˈvɜːdʒɪz ˌæbsəˈluːtli/ ลู่เข้าแบบสัมบูรณ์
converges conditionally/kənˈvɜːdʒɪz kənˈdɪʃənəli/ ลู่เข้าแบบเงื่อนไข
10.2

Working with Geometric Series · ⁨การจัดการกับอนุกรมเรขาคณิต⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-7): Applying limits may allow us to determine the finite sum of infinitely many terms.

Learning Objective LIM-7.A: Determine whether a series converges or diverges. BC ONLY

  • LIM-7.A.3 A geometric series is a series with a constant ratio between successive terms. BC ONLY
  • LIM-7.A.4 If $a$ is a real number and $r$ is a real number such that $|r| < 1$, then the geometric series $\sum_{n=0}^{\infty} ar^n = \dfrac{a}{1-r}$. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-7): การ APPLY ลิมิตอาจช่วยให้เราหาผลบวกที่มีจำนวนจำกัดของพจน์นับไม่ถ้วนได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-7.A: ตรวจสอบว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-7.A.3 อนุกรมเรขาคณิตคืออนุกรมที่มีอัตราส่วนคงที่ระหว่างพจน์ที่ต่อเนื่องกัน เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-7.A.4 ถ้า $a$ เป็นจำนวนจริง และ $r$ เป็นจำนวนจริงซึ่งทำให้ $|r| < 1$, แล้วอนุกรมเรขาคณิต $\sum_{n=0}^{\infty} ar^n = \dfrac{a}{1-r}$ ลู่เข้า เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English
Geometric series & convergence

A geometric series 几何级数 $\sum ar^{n}$ has a constant ratio $r$ between terms. It converges exactly when $|r|<1$, and then

$$\sum_{n=0}^\infty ar^n=\frac{a}{1-r}.$$
This is the one series whose sum you can find exactly, and it underlies power series later in the unit.

Worked example. Sum $3+\tfrac32+\tfrac34+\tfrac38+\cdots$. Here $a=3$ and $r=\tfrac12$ (with $|r|<1$), so the sum is $\dfrac{a}{1-r}=\dfrac{3}{1-\tfrac12}=6$.

ไทย
อนุกรมเรขาคณิต & การลู่เข้า

อนุกรมเรขาคณิต $\sum ar^{n}$ มี อัตราส่วน $r$ คงที่ระหว่าง terms. มัน ลู่เข้าก็ต่อเมื่อ $|r|<1$, และแล้ว

$$\sum_{n=0}^\infty ar^n=\frac{a}{1-r}.$$
นี่คืออนุกรมเดียวwhose sum คุณหาได้แม่นยำ, และเป็นพื้นฐานของ power series ในหน่วยถัดไป.

ตัวอย่างแสดงวิธีทำ. รวม $3+\tfrac32+\tfrac34+\tfrac38+\cdots$. ที่นี่ $a=3$ และ $r=\tfrac12$ (พร้อมทั้ง $|r|<1$), ดังนั้นผลรวมคือ $\dfrac{a}{1-r}=\dfrac{3}{1-\tfrac12}=6$.

ลำดับเรขาคณิตคูณด้วยอัตราส่วนเดิม在每个ขั้นตอน
ลำดับเรขาคณิตคูณด้วยอัตราSame每个步骤
Explore · ⁨สำรวจ⁩

When a geometric series converges · ⁨เมื่ออนุกรมเรขาคณิตลู่เข้า⁩

A geometric series $\sum ar^n$ converges only when $|r|<1$, summing to $\frac{a}{1-r}$. Change the ratio and watch the partial sums settle or blow up. · ⁨อนุกรมเรขาคณิต $\sum ar^n$ ลู่เข้าก็ต่อเมื่อ $|r|<1$, รวมเป็น $\frac{a}{1-r}$ เปลี่ยนอัตราส่วนและดูผลบวกย่อยที่นิ่งหรือพุ่งขึ้น⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
power series/ˈpaʊə ˈsɪəriːz/ อนุกรมกำลัง
radius of convergence/ˈreɪdɪəs ɒv kənˈvɜːdʒəns/ รัศมีของการลู่เข้า
interval of convergence/ˈɪntəvl ɒv kənˈvɜːdʒəns/ ช่วงลู่เข้า
10.3

The nth Term Test for Divergence · ⁨ทดสอบพจน์ nth เพื่อความลู่ออก⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-7): Applying limits may allow us to determine the finite sum of infinitely many terms.

Learning Objective LIM-7.A: Determine whether a series converges or diverges. BC ONLY

  • LIM-7.A.5 The $n$th term test is a test for divergence of a series. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-7): การ APPLY ลิมิตอาจช่วยให้เราหาผลบวกที่มีจำนวนจำกัดของพจน์นับไม่ถ้วนได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-7.A: ตรวจสอบว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-7.A.5 ข้อสอบพจน์ที่ $n$ เป็นข้อทดสอบการลู่เข้า (divergence) ของอนุกรม เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

If the terms do not shrink to zero, the sum cannot settle: if $\lim_{n\to\infty}a_n\neq0$, the series diverges. This is only a test for divergence – if the terms do go to zero, the test is inconclusive (the series may still diverge, like the harmonic series). Always check this quick test first.

ไทย

หากพจน์ไม่หดตัวเข้าหาศูนย์ ผลรวมจะไม่สามารถมีค่าคงที่: ถ้า $\lim_{n\to\infty}a_n\neq0$,อนุกรมนั้นลู่ไปอนันต์ ข้อนี้เป็นการทดสอบสำหรับ การลู่ไปอนันต์ เท่านั้น – หากพจน์ เข้าหา ศูนย์ การทดสอบนี้จะให้ผลไม่ชัดเจน (อนุกรมอาจยังลู่ไปอนันต์ได้ เช่น อนุกรมฮาร์มอนิก) ควรตรวจสอบการทดสอบสั้นๆ นี้ก่อนเสมอ

10.4

Integral Test for Convergence · ⁨การทดสอบด้วยอินทิกรัลเพื่อหาค่าลู่เข้า⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-7): Applying limits may allow us to determine the finite sum of infinitely many terms.

Learning Objective LIM-7.A: Determine whether a series converges or diverges. BC ONLY

  • LIM-7.A.6 The integral test is a method to determine whether a series converges or diverges. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-7): การ APPLY ลิมิตอาจช่วยให้เราหาผลบวกที่มีจำนวนจำกัดของพจน์นับไม่ถ้วนได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-7.A: ตรวจสอบว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-7.A.6 การทดสอบอินทิกรัลเป็นวิธีการกำหนดว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

If $a_n=f(n)$ for a positive, decreasing, continuous $f$, then $\sum a_n$ and $\int_1^\infty f(x)\,dx$ both converge or both diverge. The integral test 积分判别法 turns a series question into an improper-integral question, and it is what proves the p-series rule below.

ไทย

หาก $a_n=f(n)$ สำหรับฟังก์ชัน $f$ ที่เป็นบวก ลดลง และต่อเนื่อง $\sum a_n$ และ $\int_1^\infty f(x)\,dx$ ลู่เข้าหรือลู่ไปอนันต์ร่วมกัน การ ทดสอบด้วยอินทิกรัล เปลี่ยนโจทย์อนุกรมให้เป็นโจทย์อินทิกรัลไม่ปกติ และนี่คือสิ่งที่ใช้พิสูจน์กฎ p-series ด้านล่าง

10.5

Harmonic Series and p-Series · ⁨อนุกรมฮาร์มอนิกและ p-series⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-7): Applying limits may allow us to determine the finite sum of infinitely many terms.

Learning Objective LIM-7.A: Determine whether a series converges or diverges. BC ONLY

  • LIM-7.A.7 In addition to geometric series, common series of numbers include the harmonic series, the alternating harmonic series, and $p$-series. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-7): การ APPLY ลิมิตอาจช่วยให้เราหาผลบวกที่มีจำนวนจำกัดของพจน์นับไม่ถ้วนได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-7.A: ตรวจสอบว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-7.A.7 นอกจากอนุกรมเรขาคณิตแล้ว อนุกรมตัวเลขที่พบบ่อย还包括 อนุกรมฮาร์โมนิก, อนุกรมสลับสัญญาณฮาร์โมนิก และ $p$-อนุกรม เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

A p-series $\sum \dfrac{1}{n^p}$ converges if $p>1$ and diverges if $p\le1$. The special case $p=1$, $\sum\dfrac1n$, is the harmonic series 调和级数 – it diverges even though its terms go to zero (a famous, must-know fact). The p-series family is the standard yardstick for comparison tests.

ไทย

p-series $\sum \dfrac{1}{n^p}$ ลู่เข้าเมื่อ $p>1$ และ ลู่ไปอนันต์เมื่อ $p\le1$ กรณีพิเศษ $p=1$, $\sum\dfrac1n$ คือ อนุกรมฮาร์มอนิก – ซึ่ง ลู่ไปอนันต์ แม้พจน์ของมันจะเข้าหาศูนย์ (เป็นข้อเท็จจริงสำคัญที่ต้องรู้) p-series เป็นมาตรฐานในการทดสอบเปรียบเทียบ

10.6

Comparison Tests for Convergence · ⁨การทดสอบเปรียบเทียบเพื่อหาค่าลู่เข้า⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-7): Applying limits may allow us to determine the finite sum of infinitely many terms.

Learning Objective LIM-7.A: Determine whether a series converges or diverges. BC ONLY

  • LIM-7.A.8 The comparison test is a method to determine whether a series converges or diverges. BC ONLY
  • LIM-7.A.9 The limit comparison test is a method to determine whether a series converges or diverges. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-7): การ APPLY ลิมิตอาจช่วยให้เราหาผลบวกที่มีจำนวนจำกัดของพจน์นับไม่ถ้วนได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-7.A: ตรวจสอบว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-7.A.8 การทดสอบเปรียบเทียบเป็นวิธีการกำหนดว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-7.A.9 การทดสอบเปรียบเทียบแบบลิมิตเป็นวิธีการกำหนดว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

Compare an unfamiliar series to a known one (a p-series or geometric series):

  • Direct comparison 直接比较: if $0\le a_n\le b_n$ and $\sum b_n$ converges, so does $\sum a_n$; if $a_n\ge b_n\ge0$ and $\sum b_n$ diverges, so does $\sum a_n$.
  • Limit comparison 极限比较: if $\lim\dfrac{a_n}{b_n}$ is a finite positive number, the two series do the same thing. This is easier when the terms only behave like a known series.
ไทย

เปรียบเทียบอนุกรมที่ไม่คุ้นเคยกับอนุกรมที่ทราบแล้ว (p-series หรืออนุกรมเรขาคณิต):

  • การเปรียบเทียบโดยตรง: ถ้า $0\le a_n\le b_n$ และ $\sum b_n$ ลู่เข้า แล้ว $\sum a_n$ ก็ลู่เข้า; ถ้า $a_n\ge b_n\ge0$ และ $\sum b_n$ ลู่ไปอนันต์ แล้ว $\sum a_n$ ก็ลู่ไปอนันต์
  • การเปรียบเทียบด้วยลิมิต: ถ้า $\lim\dfrac{a_n}{b_n}$ เป็น จำนวน有限的บวก (finite positive) อนุกรมทั้งสองจะมีพฤติกรรมเหมือนกัน วิธีนี้ง่ายกว่าเมื่อพจน์เพียง * behaving like* อนุกรมที่ทราบ
10.7

Alternating Series Test for Convergence · ⁨การทดสอบอนุกรมสลับเครื่องหมายเพื่อหาค่าลู่เข้า⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-7): Applying limits may allow us to determine the finite sum of infinitely many terms.

Learning Objective LIM-7.A: Determine whether a series converges or diverges. BC ONLY

  • LIM-7.A.10 The alternating series test is a method to determine whether an alternating series converges. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-7): การ APPLY ลิมิตอาจช่วยให้เราหาผลบวกที่มีจำนวนจำกัดของพจน์นับไม่ถ้วนได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-7.A: ตรวจสอบว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-7.A.10 การทดสอบอนุกรมสลับสัญญาณเป็นวิธีการกำหนดว่าอนุกรมสลับสัญญาณลู่เข้าหรือไม่ เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

An alternating series 交错级数 has terms that switch sign, $\sum(-1)^n b_n$. It converges if the $b_n$ are positive, decreasing, and $\lim b_n=0$. This lets series like $\sum\dfrac{(-1)^n}{n}$ converge even though the same terms without the signs (the harmonic series) diverge.

ไทย

อนุกรมสลับเครื่องหมาย มีพจน์ที่เปลี่ยนเครื่องหมาย สลับกัน $\sum(-1)^n b_n$. มัน ลู่เข้าเมื่อ $b_n$ เป็นบวก, ลดลง, และ $\lim b_n=0$. สิ่งนี้ทำให้อนุกรมอย่าง $\sum\dfrac{(-1)^n}{n}$ ลู่เข้าได้ แม้พจน์เดียวกันโดยไม่考慮เครื่องหมาย (อนุกรมฮาร์มอนิก) จะลู่ไปอนันต์

10.8

Ratio Test for Convergence · ⁨การทดสอบอัตราส่วนเพื่อหาค่าลู่เข้า⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-7): Applying limits may allow us to determine the finite sum of infinitely many terms.

Learning Objective LIM-7.A: Determine whether a series converges or diverges. BC ONLY

  • LIM-7.A.11 The ratio test is a method to determine whether a series of numbers converges or diverges. BC ONLY
    • Exclusion statement: The nth term test for divergence, and the integral test, comparison test, limit comparison test, alternating series test, and ratio test for convergence are assessed on the AP Calculus BC Exam. Other methods are not assessed on the exam. However, teachers may include additional methods in the course, if time permits.
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-7): การ APPLY ลิมิตอาจช่วยให้เราหาผลบวกที่มีจำนวนจำกัดของพจน์นับไม่ถ้วนได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-7.A: ตรวจสอบว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-7.A.11 การทดสอบอัตราส่วนเป็นวิธีการกำหนดว่าอนุกรมของจำนวนจริงลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น
    • ข้อความยกเว้น: การทดสอบพจน์ที่ n เพื่อหาการลู่ออก, และการทดสอบอินทิกรัล, การทดสอบเปรียบเทียบ, การทดสอบเปรียบเทียบแบบลิมิต, การทดสอบอนุกรมสลับสัญญาณ และการทดสอบอัตราส่วนเพื่อการลู่เข้า ถูกประเมินในข้อสอบ AP Calculus BC วิธีการอื่น ๆ ไม่ถูกประเมินในข้อสอบ อย่างไรก็ตาม ครูอาจเพิ่มวิธีการอื่น ๆ ในหลักสูตร หากมีเวลาเพียงพอ

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

The ratio test 比值判别法 examines $L=\lim_{n\to\infty}\left|\dfrac{a_{n+1}}{a_n}\right|$:

  • $L<1$: the series converges absolutely;
  • $L>1$: it diverges;
  • $L=1$: inconclusive.

It is the go-to test for series with factorials or $n$th powers, and it is exactly how you find the radius of convergence of a power series.

Worked example. Test $\displaystyle\sum \frac{n}{2^n}$. The ratio is $\left|\dfrac{a_{n+1}}{a_n}\right|=\dfrac{n+1}{2^{n+1}}\cdot\dfrac{2^n}{n}=\dfrac{n+1}{2n}\to\dfrac12<1$, so the series converges.

ไทย

การ ทดสอบอัตราส่วน ตรวจสอบ $L=\lim_{n\to\infty}\left|\dfrac{a_{n+1}}{a_n}\right|$:

  • $L<1$: อนุกรม ลู่เข้าสัมบูรณ์;
  • $L>1$: อนุกรม ลู่ไปอนันต์;
  • $L=1$: ให้ผลไม่ชัดเจน.

นี่คือการทดสอบหลักสำหรับอนุกรมที่มี -factorials หรือ $n$th powers, และเป็นวิธีที่คุณใช้หารัศมีความลู่เข้าของอนุกรมกำลัง

ตัวอย่างทำแบบฝึกหัด. ทดสอบ $\displaystyle\sum \frac{n}{2^n}$. อัตราส่วนคือ $\left|\dfrac{a_{n+1}}{a_n}\right|=\dfrac{n+1}{2^{n+1}}\cdot\dfrac{2^n}{n}=\dfrac{n+1}{2n}\to\dfrac12<1$, ดังนั้นอนุกรม ลู่เข้า

10.9

Determining Absolute or Conditional Convergence · ⁨การกำหนดค่าลู่เข้าสัมบูรณ์หรือลู่เข้าแบบมีเงื่อนไข⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-7): Applying limits may allow us to determine the finite sum of infinitely many terms.

Learning Objective LIM-7.A: Determine whether a series converges or diverges. BC ONLY

  • LIM-7.A.12 A series may be absolutely convergent, conditionally convergent, or divergent. BC ONLY
  • LIM-7.A.13 If a series converges absolutely, then it converges. BC ONLY
  • LIM-7.A.14 If a series converges absolutely, then any series obtained from it by regrouping or rearranging the terms has the same value. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-7): การ APPLY ลิมิตอาจช่วยให้เราหาผลบวกที่มีจำนวนจำกัดของพจน์นับไม่ถ้วนได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-7.A: ตรวจสอบว่าอนุกรมลู่เข้าหรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-7.A.12 อนุกรมอาจลู่เข้าสัมบูรณ์, ลู่เข้าแบบเงื่อนไข หรือลู่ออก เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-7.A.13 หากอนุกรมลู่เข้าสัมบูรณ์ อนุกรมนั้นก็ลู่เข้า เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-7.A.14 หากอนุกรมลู่เข้าสัมบูรณ์ อนุกรมใด ๆ ที่ได้จากโดยการจัดกลุ่มหรือจัดเรียงพจน์ใหม่จะมีค่าเท่าเดิม เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

A series converges absolutely 绝对收敛 if $\sum|a_n|$ converges. It converges conditionally 条件收敛 if $\sum a_n$ converges but $\sum|a_n|$ diverges (the classic example is $\sum\dfrac{(-1)^n}{n}$). Absolute convergence is the stronger property; conditional convergence relies on the cancellation of signs.

ไทย

อนุกรม ลู่เข้าสัมบูรณ์ เมื่อ $\sum|a_n|$ ลู่เข้า. มัน ลู่เข้าแบบมีเงื่อนไข เมื่อ $\sum a_n$ ลู่เข้าแต่ $\sum|a_n|$ ลู่ไปอนันต์ (ตัวอย่างคลาสสิกคือ $\sum\dfrac{(-1)^n}{n}$). การลู่เข้าสัมบูรณ์เป็นคุณสมบัติที่แข็งแกร่งกว่า; การลู่เข้าแบบมีเงื่อนไขขึ้นอยู่กับผลลบของเครื่องหมาย

10.10

Alternating Series Error Bound · ⁨ขอบเขตความผิดพลาดของอนุกรมสลับเครื่องหมาย⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-7): Applying limits may allow us to determine the finite sum of infinitely many terms.

Learning Objective LIM-7.B: Approximate the sum of a series. BC ONLY

  • LIM-7.B.1 If an alternating series converges by the alternating series test, then the alternating series error bound can be used to bound how far a partial sum is from the value of the infinite series. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-7): การ APPLY ลิมิตอาจช่วยให้เราหาผลบวกที่มีจำนวนจำกัดของพจน์นับไม่ถ้วนได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-7.B: ประมาณค่าผลบวกของอนุกรม เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-7.B.1 หากอนุกรมสลับเครื่องหมายลู่เข้าด้วยการทดสอบอนุกรมสลับเครื่องหมาย แล้วสามารถใช้ขอบเขตความผิดพลาดของอนุกรมสลับเครื่องหมายเพื่อประมาณขอบเขตของความแตกต่างระหว่างผลบวกย่อยกับค่าของอนุกรมอนันต์ เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

For a convergent alternating series, the error in stopping at the $N$th partial sum is no larger than the first omitted term:

$$|S-S_N|\le b_{N+1}.$$
This simple, powerful bound lets you say how many terms guarantee a desired accuracy.

ไทย

สำหรับ อนุกรมสลับเครื่องหมายที่ลู่เข้า, ความผิดพลาดในการหยุดที่ผลบวกย่อย $N$ ที่ ไม่เกินพจน์แรกที่ถูกตัดออก:

$$|S-S_N|\le b_{N+1}.$$
ขอบเขตที่เรียบง่ายและมีพลังนี้ช่วยให้คุณบอกว่าต้องกี่พจน์จึงจะรับประกันความแม่นยำที่ต้องการ

10.11

Finding Taylor Polynomial Approximations of Functions · ⁨การหาค่าประมาณพหุนามเทย์เลอร์ของฟังก์ชัน⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-8): Power series allow us to represent associated functions on an appropriate interval.

Learning Objective LIM-8.A: Represent a function at a point as a Taylor polynomial. BC ONLY

  • LIM-8.A.1 The coefficient of the $n$th degree term in a Taylor polynomial for a function $f$ centered at $x = a$ is $\dfrac{f^{(n)}(a)}{n!}$. BC ONLY
  • LIM-8.A.2 In many cases, as the degree of a Taylor polynomial increases, the $n$th degree polynomial will approach the original function over some interval. BC ONLY

Learning Objective LIM-8.B: Approximate function values using a Taylor polynomial. BC ONLY

  • LIM-8.B.1 Taylor polynomials for a function $f$ centered at $x = a$ can be used to approximate function values of $f$ near $x = a$. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-8): อนุกรมกำลังช่วยให้เราสามารถแทนฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องบนช่วงที่เหมาะสมได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-8.A: แทนค่าฟังก์ชันที่จุดหนึ่งด้วยพหุนามเทย์เลอร์ เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-8.A.1 สัมประสิทธิ์ของพจน์ดีกรี $n$ ในเทย์เลอร์โพลิโนเมียลของฟังก์ชัน $f$ ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ $x = a$ คือ $\dfrac{f^{(n)}(a)}{n!}$เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-8.A.2 ในหลายกรณี เมื่อดีกรีของพหุนามเทย์เลอร์เพิ่มขึ้น พหุนามดีกรี $n$ จะเข้าใกล้ฟังก์ชันเดิมในช่วงใดช่วงหนึ่ง เฉพาะ BC เท่านั้น

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-8.B: ประมาณค่าฟังก์ชันโดยใช้พหุนามเทย์เลอร์ เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-8.B.1 พหุนามเทย์เลอร์ของฟังก์ชัน $f$ ที่ขยายรอบจุด $x = a$ สามารถใช้เพื่อประมาณค่าฟังก์ชันของ $f$ ใกล้กับจุด $x = a$ ได้ เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English
Taylor series approximation

A Taylor polynomial 泰勒多项式 approximates a function near a center $x=a$ using its derivatives there:

$$P_n(x)=\sum_{k=0}^{n}\frac{f^{(k)}(a)}{k!}(x-a)^k.$$
Each added term matches one more derivative, so the polynomial hugs the curve more closely near $a$. Centered at $a=0$ it is a Maclaurin polynomial.

Exam skill: be able to build a Taylor polynomial from a table of derivative values and use it to estimate a function value.

ไทย
การประมาณค่าอนุกรมเทย์เลอร์

พหุนามเทย์เลอร์ ประมาณค่าฟังก์ชันใกล้จุดศูนย์กลาง $x=a$ โดยใช้อนุพันธ์ที่จุดนั้น:

$$P_n(x)=\sum_{k=0}^{n}\frac{f^{(k)}(a)}{k!}(x-a)^k.$$
ทุกพจน์ที่เพิ่มเข้ามาจับคู่กับอนุพันธ์อีกหนึ่งระดับ ทำให้พหุนามโอบกอดเส้นโค้งใกล้ชิดขึ้นใกล้ $a$. เมื่อตั้งศูนย์กลางที่ $a=0$ จะเรียกว่า พหุนามมาคลอริน

พหุนามเทย์เลอร์ของ sin x โอบกอดเส้นcurve ใกล้ขึ้นเมื่อดีกรีเพิ่มขึ้น
พหุนามมาคลอรินของ $\sin x$ – $T_1=x$, $T_3$, $T_5$ – แต่ละตัวจับคู่กับอนุพันธ์เพิ่มเติมที่ $0$, จึงโอบกอด $\sin x$ ได้ในช่วงกว้างขึ้นก่อนที่จะแยกออกจากกัน.

ทักษะการสอบ: ต้องสร้างพหุนามเทย์เลอร์จากตารางค่าอนุพันธ์และ用它ประเมินค่าฟังก์ชันได้

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
Taylor polynomial/ˈteɪlə ˌpɒlɪˈnəʊmɪəl/ พหุนามเทย์เลอร์
Lagrange error bound/ˈlæɡreɪndʒ ˈerə baʊnd/ ขอบเขตความผิดพลาดของลาگرانจ์
10.12

Lagrange Error Bound · ⁨ขอบเขตความผิดพลาดของลากรัง⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-8): Power series allow us to represent associated functions on an appropriate interval.

Learning Objective LIM-8.C: Determine the error bound associated with a Taylor polynomial approximation. BC ONLY

  • LIM-8.C.1 The Lagrange error bound can be used to determine a maximum interval for the error of a Taylor polynomial approximation to a function. BC ONLY
  • LIM-8.C.2 In some situations, the alternating series error bound can be used to bound the error of a Taylor polynomial approximation to the value of a function. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-8): อนุกรมกำลังช่วยให้เราสามารถแทนฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องบนช่วงที่เหมาะสมได้

จุดประสงค์การเรียนรู้ LIM-8.C: หาขอบเขตความผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการประมาณค่าด้วยพหุนามเทย์เลอร์ เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-8.C.1 ขอบเขตความผิดพลาดของลา格蘭Ж можно использовать для определения максимального интервала ошибки приближения Тейлора функции. BC ONLY
  • LIM-8.C.2 ในบางสถานการณ์ สามารถใช้ขอบเขตความผิดพลาดของอนุกรมสลับเครื่องหมายเพื่อประมาณขอบเขตความผิดพลาดของการประมาณค่าด้วยพหุนามเทย์เลอร์ toward ค่าของฟังก์ชัน เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

The Lagrange error bound 拉格朗日误差界 bounds how far a Taylor polynomial can be from the true value:

$$|R_n(x)|\le\frac{\max\big|f^{(n+1)}(z)\big|}{(n+1)!}\,|x-a|^{\,n+1}.$$
You bound the $(n+1)$th derivative on the interval, then compute – the standard way to prove a Taylor estimate is accurate enough.

ไทย

ขอบเขตความผิดพลาดของลากรัง ขอบเขตว่าพหุนามเทย์เลรร่อกัน多远จากค่าจริง:

$$|R_n(x)|\le\frac{\max\big|f^{(n+1)}(z)\big|}{(n+1)!}\,|x-a|^{\,n+1}.$$
คุณจำกัดค่า $(n+1)$th อนุพันธ์บนช่วง แล้วคำนวณ – วิธีมาตรฐานในการพิสูจน์ว่าประมาณค่าเทย์เลอร์มีความแม่นยำเพียงพอ

10.13

Radius and Interval of Convergence of Power Series · ⁨รัศมีและช่วงความลู่เข้าของอนุกรมกำลัง⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-8): Power series allow us to represent associated functions on an appropriate interval.

Learning Objective LIM-8.D: Determine the radius of convergence and interval of convergence for a power series. BC ONLY

  • LIM-8.D.1 A power series is a series of the form $\sum_{n=0}^{\infty} a_n (x-r)^n$, where $n$ is a non-negative integer, $\{a_n\}$ is a sequence of real numbers, and $r$ is a real number. BC ONLY
  • LIM-8.D.2 If a power series converges, it either converges at a single point or has an interval of convergence. BC ONLY
  • LIM-8.D.3 The ratio test can be used to determine the radius of convergence of a power series. BC ONLY
  • LIM-8.D.4 The radius of convergence of a power series can be used to identify an open interval on which the series converges, but it is necessary to test both endpoints of the interval to determine the interval of convergence. BC ONLY
  • LIM-8.D.5 If a power series has a positive radius of convergence, then the power series is the Taylor series of the function to which it converges over the open interval. BC ONLY
  • LIM-8.D.6 The radius of convergence of a power series obtained by term-by-term differentiation or term-by-term integration is the same as the radius of convergence of the original power series. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-8): อนุกรมกำลังช่วยให้เราสามารถแทนฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องบนช่วงที่เหมาะสมได้

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ LIM-8.D: หารัศมีของช่วงลู่เข้าและช่วงลู่เข้าสำหรับอนุกรมกำลัง เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-8.D.1 อนุกรมกำลังคืออนุกรมในรูป $\sum_{n=0}^{\infty} a_n (x-r)^n$, โดยที่ $n$ เป็นจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบ, $\{a_n\}$ เป็นลำดับของจำนวนจริง และ $r$ เป็นจำนวนจริง เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-8.D.2 หากอนุกรมกำลังลู่เข้า จะลู่เข้าที่จุดเดียวหรือมีช่วงลู่เข้าหนึ่ง เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-8.D.3 การทดสอบอัตราส่วนสามารถใช้หารัศมีของช่วงลู่เข้าของอนุกรมกำลังได้ เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-8.D.4 รัศมีของช่วงลู่เข้าของอนุกรมกำลังสามารถใช้ระบุช่วงเปิดที่อนุกรมลู่เข้าได้ แต่จำเป็นต้องทดสอบทั้งสองปลายของช่วงเพื่อหาช่วงลู่เข้า เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-8.D.5 หากอนุกรมกำลังมีรัศมีของช่วงลู่เข้าที่เป็นบวก อนุกรมกำลังนั้นจะเป็นอนุกรมเทย์เลอร์ของฟังก์ชันที่ลู่เข้าในช่วงเปิดนั้น เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-8.D.6 รัศมีของช่วงลู่เข้าของอนุกรมกำลังที่ได้จากการดิฟหรืออินทิเกรตทีละพจน์ จะมีค่าเท่ากับรัศมีของช่วงลู่เข้าของอนุกรมกำลังต้นฉบับ เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

A power series 幂级数 $\sum c_n(x-a)^n$ converges for $x$ within a radius of convergence 收敛半径 $R$ of the center $a$. Find $R$ with the ratio test. Then test the two endpoints separately (the ratio test is inconclusive there) to state the full interval of convergence 收敛区间 – including or excluding each endpoint.

Worked example. Find the radius of convergence of $\displaystyle\sum \frac{x^n}{n}$. The ratio test gives $\left|\dfrac{x^{n+1}}{n+1}\cdot\dfrac{n}{x^n}\right|=|x|\dfrac{n}{n+1}\to|x|$, which is $<1$ when $|x|<1$, so $R=1$. Testing the endpoints, $x=-1$ gives the convergent alternating harmonic series and $x=1$ the divergent harmonic series, so the interval is $[-1,1)$.

ไทย

อนุกรมกำลัง $\sum c_n(x-a)^n$ ลู่เข้าสำหรับ $x$ ภายใน รัศมีความลู่เข้า $R$ ของจุดศูนย์กลาง $a$. หา $R$ ด้วย การทดสอบอัตราส่วน. จากนั้นทดสอบสอง จุดปลาย แยกต่างหาก (การทดสอบอัตราส่วนให้ผลไม่ชัดเจนที่นี่) เพื่อบอก ช่วงความลู่เข้า ทั้งหมด – รวมถึงหรือละเว้นแต่ละจุดปลาย

ตัวอย่างทำแบบฝึกหัด. หารัศมีความลู่เข้าของ $\displaystyle\sum \frac{x^n}{n}$. การทดสอบอัตราส่วนให้ $\left|\dfrac{x^{n+1}}{n+1}\cdot\dfrac{n}{x^n}\right|=|x|\dfrac{n}{n+1}\to|x|$, ซึ่งเป็น $<1$ เมื่อ $|x|<1$, ดังนั้น $R=1$. การทดสอบจุดปลาย, $x=-1$ ให้ อนุกรมฮาร์มอนิกสลับเครื่องหมายที่ลู่เข้า และ $x=1$ อนุกรมฮาร์มอนิกที่ลู่ไปอนันต์, ดังนั้นช่วงคือ $[-1,1)$.

10.14

Finding Taylor or Maclaurin Series for a Function · ⁨การหาอนุกรมเทย์เลอร์หรือมาคลอรินของฟังก์ชัน⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-8): Power series allow us to represent associated functions on an appropriate interval.

Learning Objective LIM-8.E: Represent a function as a Taylor series or a Maclaurin series. BC ONLY

  • LIM-8.E.1 A Taylor polynomial for $f(x)$ is a partial sum of the Taylor series for $f(x)$. BC ONLY

Learning Objective LIM-8.F: Interpret Taylor series and Maclaurin series. BC ONLY

  • LIM-8.F.1 The Maclaurin series for $\dfrac{1}{1-x}$ is a geometric series. BC ONLY
  • LIM-8.F.2 The Maclaurin series for $\sin x$, $\cos x$, and $e^x$ provides the foundation for constructing the Maclaurin series for other functions. BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-8): อนุกรมกำลังช่วยให้เราสามารถแทนฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องบนช่วงที่เหมาะสมได้

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ LIM-8.E: แทนที่ฟังก์ชันด้วยอนุกรมเทย์เลอร์หรืออนุกรมแมคลอเรน เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-8.E.1 พหุนามเทย์เลอร์สำหรับ $f(x)$ คือผลบวกย่อยของอนุกรมเทย์เลอร์สำหรับ $f(x)$ เฉพาะ BC เท่านั้น

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ LIM-8.F: อธิบายความหมายของอนุกรมเทย์เลอร์และอนุกรมแมคลอเรน เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-8.F.1 อนุกรมแมคลอเรนสำหรับ $\dfrac{1}{1-x}$ เป็นอนุกรมเรขาคณิต เฉพาะ BC เท่านั้น
  • LIM-8.F.2 อนุกรมแมคลอเรนสำหรับ $\sin x$, $\cos x$ และ $e^x$ ให้พื้นฐานในการสร้างอนุกรมแมคลอเรนสำหรับฟังก์ชันอื่นๆ เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

Extending a Taylor polynomial to infinitely many terms gives a Taylor (or Maclaurin) series. Memorize the key Maclaurin series:

$$e^x=\sum\frac{x^n}{n!},\quad \sin x=\sum\frac{(-1)^n x^{2n+1}}{(2n+1)!},\quad \cos x=\sum\frac{(-1)^n x^{2n}}{(2n)!},\quad \frac{1}{1-x}=\sum x^n.$$
New series come from manipulating these – substituting, differentiating, integrating, or multiplying.

Worked example. Find the Maclaurin series for $e^{x^2}$. Substitute $x^2$ for $x$ in $e^x=\sum\dfrac{x^n}{n!}$:

$$e^{x^2}=\sum_{n=0}^{\infty}\frac{(x^2)^n}{n!}=1+x^2+\frac{x^4}{2!}+\frac{x^6}{3!}+\cdots,$$
which converges for all $x$. This substitution trick is far faster than differentiating $e^{x^2}$ six times.

ไทย

ขยายพหุนามเทย์เลอร์ให้ยาวถึงอนันต์พจน์จะได้ อนุกรมเทย์เลอร์ (หรือมาคลอริน) จดจำอนุกรมมาคลอรินสำคัญ:

$$e^x=\sum\frac{x^n}{n!},\quad \sin x=\sum\frac{(-1)^n x^{2n+1}}{(2n+1)!},\quad \cos x=\sum\frac{(-1)^n x^{2n}}{(2n)!},\quad \frac{1}{1-x}=\sum x^n.$$
อนุกรมใหม่เกิดจากการ จัดการ这些ures – แทนค่า, อนุพันธ์, อินทิเกรต, หรือคูณ

ตัวอย่างทำแบบฝึกหัด. หาอนุกรมมาคลอรินของ $e^{x^2}$. แทน $x^2$ เข้าไปแทน $x$ ใน $e^x=\sum\dfrac{x^n}{n!}$:

$$e^{x^2}=\sum_{n=0}^{\infty}\frac{(x^2)^n}{n!}=1+x^2+\frac{x^4}{2!}+\frac{x^6}{3!}+\cdots,$$
ซึ่งลู่เข้าสำหรับทุก $x$. เทคนิคการแทนนี้เร็วกว่าการหาอนุพันธ์ $e^{x^2}$ หกครั้งมาก

แต่ละพจน์มาคลาวรินเพิ่มเติมกอดฟังก์ชันในช่วงกว้างขึ้น
พหุนามมาคลอรินเพิ่มเติมแต่ละตัวโอบกอดฟังก์ชันในช่วงกว้างขึ้น
Explore · ⁨สำรวจ⁩

The function a Taylor series approximates · ⁨ฟังก์ชันที่อนุกรมเทย์เลอร์ประมาณ⁩

y = asin(bx + c) + d

A Taylor series builds a function from its derivatives at a point; more terms hug the curve (here $\sin x$) over a wider range. · ⁨อนุกรมเทย์เลอร์สร้างฟังก์ชันจากอนุพันธ์ของมันที่จุด; ยิ่งมีพจน์มากยิ่งโอบอ้อมเส้นโค้ง (ที่นี่ $\sin x$) ในช่วงที่กว้างขึ้น⁩

10.15

Representing Functions as Power Series · ⁨การแทนฟังก์ชันด้วยอนุกรมกำลัง⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Enduring Understanding (LIM-8): Power series allow us to represent associated functions on an appropriate interval.

Learning Objective LIM-8.G: Represent a given function as a power series. BC ONLY

  • LIM-8.G.1 Using a known series, a power series for a given function can be derived using operations such as term-by-term differentiation or term-by-term integration, and by various methods (e.g., algebraic processes, substitutions, or using properties of geometric series). BC ONLY
ไทย

ความเข้าใจที่ยั่งยืน (LIM-8): อนุกรมกำลังช่วยให้เราสามารถแทนฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องบนช่วงที่เหมาะสมได้

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ LIM-8.G: แทนที่ฟังก์ชันที่กำหนดให้เป็นอนุกรมกำลัง เฉพาะ BC เท่านั้น

  • LIM-8.G.1 โดยใช้อนุกรมที่ทราบอยู่แล้ว สามารถหาอนุกรมกำลังสำหรับฟังก์ชันที่กำหนดได้โดยใช้การดำเนินการ เช่น การดิฟหรืออินทิเกรตทีละพจน์ และการใช้วิธีการต่างๆ (เช่น กระบวนการทางพีชคณิต, การแทนค่า หรือการใช้คุณสมบัติของอนุกรมเรขาคณิต) เฉพาะ BC เท่านั้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

Because a power series can be differentiated and integrated term by term (within its radius), you can build new series from known ones – e.g. integrate the geometric series for $\dfrac{1}{1-x}$ to get the series for $-\ln(1-x)=\sum_{n\ge 1}\dfrac{x^n}{n}$, or substitute $-x^2$ to get the series for $\dfrac{1}{1+x^2}$. Representing a function as a power series lets you approximate values and integrals that have no elementary antiderivative.

Exam skill: the BC series free-response usually asks you to derive a new Maclaurin series from a known one, find its interval of convergence, and use the alternating-series or Lagrange bound to estimate the error – the capstone skills of the course.

ไทย

เนื่องจากอนุกรมกำลังสามารถ หาอนุพันธ์และอินทิเกรตทีละพจน์ (ภายในรัศมีของคุณ) คุณสามารถสร้างอนุกรมใหม่จากที่ทราบไว้ – เช่น อินทิเกรตอนุกรมเรขาคณิตของ $\dfrac{1}{1-x}$ เพื่อรับอนุกรมของ $-\ln(1-x)=\sum_{n\ge 1}\dfrac{x^n}{n}$, หรือแทน $-x^2$ เพื่อรับอนุกรมของ $\dfrac{1}{1+x^2}$. การแทนฟังก์ชันด้วยอนุกรมกำลังช่วยให้ประมาณค่าและอินทิกรัลที่ไม่มีills primitive elementary ได้

ทักษะการสอบ: ส่วนคำถามเชิงบรรยาย BC series มักขอให้คุณสร้างอนุกรมมาคลอรินใหม่จากที่ทราบ, หาช่วงความลู่เข้า, และใช้ขอบเขตอนุกรมสลับเครื่องหมายหรือลากรังเพื่อประมาณค่าความผิดพลาด – ทักษะสูงสุดของรายวิชานี้

10.15

Exam tips · ⁨ข้อแนะนำสำหรับการสอบ⁩

English
  • Test a series for convergence with the right tool: geometric ($|r|<1$, sum $\tfrac{a}{1-r}$), $n$th-term, ratio, integral, comparison, or alternating-series test.
  • A geometric infinite sum converges only when $|r|<1$; otherwise it diverges.
  • Build a Taylor/Maclaurin series to approximate a function; more terms give a better fit near the centre.
  • Know the standard Maclaurin series for $e^x$, $\sin x$, $\cos x$, and $\tfrac{1}{1-x}$.
  • Find the radius/interval of convergence with the ratio test, then check the endpoints separately.
ไทย
  • ทดสอบอนุกรมให้ลู่เข้าด้วยเครื่องมือที่ถูกต้อง: เรขาคณิต ($|r|<1$, ผลรวม $\tfrac{a}{1-r}$), พจน์ที่ $n$, อัตราส่วน, อินทิกรัล, เปรียบเทียบ, หรือทดสอบอนุกรมสลับเครื่องหมาย
  • เรขาคณิต ลู่เข้าเมื่อมีค่าอนันต์ก็ต่อเมื่อ $|r|<1$; ในกรณีอื่นจะลู่ไม่เข้า
  • สร้าง เทย์เลอร์/แมคลอเรน เพื่อประมาณค่าฟังก์ชัน; ยิ่งใช้พจน์มากยิ่งได้การจับคู่ที่ดีกว่า ใกล้จุดศูนย์กลาง
  • จำอนุกรมแมคลอเรนมาตรฐานสำหรับ $e^x$, $\sin x$, $\cos x$ และ $\tfrac{1}{1-x}$
  • หา รัศมี/ช่วงของการลู่เข้า ด้วยทดสอบอัตราส่วน แล้วตรวจสอบจุดปลายแยกต่างหาก

Interactive lessons on this topic · ⁨บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที⁩

Past Papers · ⁨ข้อสอบย้อนหลัง⁩

More topics in AP Calculus BC · ⁨หัวข้อเพิ่มเติมใน AP Calculus BC⁩

Log in or create account · ⁨เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี⁩

IGCSE, A-Level & AP