S(x)=1−x2−2,∣x∣<1。
由 a1=1 及递推式,所有 an>0,并且 anan+1=(2n+2)(2n+1)→1。对 0<∣x∣<1,
比值判别法给出绝对收敛;x=0 时各项为零,显然收敛。因此 ∣x∣<1 时原幂级数收敛。
递推转微分方程。在 ∣x∣<1 内可逐项求导,先提出一次项的导数 a1=1,再代入递推:
因此 S′−[2(1−x)]S=(1−x)1,且 S(0)=0。积分因子为 1−x,于是
从 0 到 x 积分,得 1−xS(x)=2−21−x,所以 S(x)=1−x2−2。
直接求系数并对照二项展开。连乘递推式,得
其中 n=1 时空积为 1。在 ∣x∣<1 内,牛顿二项展开为
两边乘 2 再减 2,右侧正是 n=1∑∞anxn,故 S(x)=1−x2−2。