无穷级数 / 级数敛散性 / 比较、比值、交错或幂级数收敛判别 / p-级数与积分判别法应用
级数$\sum\limits_{n = 1}^{\infty} \frac{\left(x - 2\right)^{n}}{2 n - 1}$的收敛域为( )
正确答案
B
题目解析
考虑幂级数 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(x-2)^n}{2n-1}$。令 $t = x - 2$,则级数化为 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{t^n}{2n-1}$。由比值判别法:$\lim_{n\to\infty} \left|\frac{a_{n+1}}{a_n}\right| = \lim_{n\to\infty} \left|\frac{t^{n+1}}{2n+1} \cdot \frac{2n-1}{t^n}\right| = |t| \lim_{n\to\infty} \frac{2n-1}{2n+1} = |t|$。故收敛半径 $R = 1$,收敛区间为 $|t| < 1$,即 $1 < x < 3$。检验端点:当 $x = 1$,$t = -1$,级数为 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n}{2n-1}$,为交错级数,通项 $\frac{1}{2n-1}$ 单调递减趋于 0,由莱布尼茨判别法收敛;当 $x = 3$,$t = 1$,级数为 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{2n-1}$,与调和级数比较:$\frac{1}{2n-1} > \frac{1}{2n}$,而 $\sum \frac{1}{2n} = \frac{1}{2}\sum \frac{1}{n}$ 发散,故发散。因此收敛域为 $[1,3)$,对应选项 B。