把 1/(2n² + n) 分解成部分分式。
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把
12n2+n\frac{1}{2n^2+n}2n2+n1
写成部分分式之和。
分母因式分解。 两项都含公因式 nnn:
2n2+n=n(2n+1)⟹12n2+n=1n(2n+1)2n^2+n=n(2n+1)\quad\Longrightarrow\quad\frac{1}{2n^2+n}=\frac{1}{n(2n+1)}2n2+n=n(2n+1)⟹2n2+n1=n(2n+1)1
两个互不相同的一次因式,意味着每个因式各对应一项,不会出现重复幂次。
写出待定形式并去分母。
1n(2n+1)=An+B2n+1⟹1=A(2n+1)+Bn\frac{1}{n(2n+1)}=\frac{A}{n}+\frac{B}{2n+1}\quad\Longrightarrow\quad 1=A(2n+1)+Bnn(2n+1)1=nA+2n+1B⟹1=A(2n+1)+Bn
按 nnn 的幂次合并,再比较系数。
1=(2A+B)n+A1=(2A+B)n+A1=(2A+B)n+A
常数项给出 A=1A=1A=1;nnn 的系数必须为零,于是 2A+B=02A+B=02A+B=0,因此
B=−2A=−2B=-2A=-2B=−2A=−2
写出分解结果。
12n2+n=1n−22n+1,n≠0, n≠−12\frac{1}{2n^2+n}=\frac{1}{n}-\frac{2}{2n+1},\qquad n\neq 0,\ n\neq-\tfrac122n2+n1=n1−2n+12,n=0, n=−21
通分还原并代入数值检验。 (2n+1)−2nn(2n+1)=1n(2n+1)\tfrac{(2n+1)-2n}{n(2n+1)}=\tfrac{1}{n(2n+1)}n(2n+1)(2n+1)−2n=n(2n+1)1 ✓\checkmark✓。当 n=1n=1n=1:左边 =13=\tfrac13=31,右边 =1−23=13=1-\tfrac23=\tfrac13=1−32=31 ✓\checkmark✓。当 n=2n=2n=2:左边 =110=\tfrac{1}{10}=101,右边 =12−25=110=\tfrac12-\tfrac25=\tfrac{1}{10}=21−52=101 ✓\checkmark✓。这个分解正是求级数 ∑12n2+n\sum\tfrac{1}{2n^2+n}∑2n2+n1 之和的标准第一步。
12n2+n=1n−22n+1\frac{1}{2n^2+n}=\frac{1}{n}-\frac{2}{2n+1}2n2+n1=n1−2n+12
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