Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

RIII_OCR[6]

.pdf
Скачиваний:
43
Добавлен:
21.02.2016
Размер:
6.32 Mб
Скачать

 

аn =

1

1

.

 

 

 

 

поэтому

-" -

 

 

 

 

 

 

 

n

(п + 1)'

 

 

 

 

Найдем сумму первых n членов ряда:

 

S" = 1 - 4

+ 4

- !) + !) -

16 +... +

 

 

1

I

1

 

1

1

 

+

1,

 

1, +~_

 

1,

=1-

1

 

(11-1)"

 

п-

п-

(11+ 1)-

 

(11+ 1)"

далее вычислим сумму ряда:

 

 

 

 

S =

lim S" =

lim (1 -

1

) =

1

 

 

11-00

 

11_00

 

(п +

1)'

'

т. е, ряд сходится и его сумма S = 1. ~

Исследовать на сходимость указанные ряды с положи-

тельными членами.

2.\'~,

L nn

,,=I

 

~

Воспользуемся

признаком

Д'Аламбера.

Имеем:

а

__

п!

 

 

 

 

 

lim~=lim

(n+I)'I1"

 

tl-----;;;-'

 

 

 

 

 

п _ 00

art

 

11 _ 00

(n

+ 1)"

+ t n!

 

 

 

=

lim _-,-(n_+-,--I,-)fl_"_ =

lim (_п_)n =

 

 

 

 

 

11-00

 

(n + I)"(п + 1)

 

11_00

f! + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

=Iim

(1 + I/п)"

=J....<I,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11-00

 

е

 

 

 

 

 

 

 

т. е. данный

ряд сходится.

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\'

(n+I)'"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

L

п"'.з"·

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п=3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

Согласно

 

радикальному

признаку Коши, имеем:

 

 

 

а _

 

l'

"Г-

l'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n+I)'"

n

 

(n+I)'"

_

 

 

 

 

n - -".-,-/1'

·Van

=

 

 

 

rl!

n -

 

 

 

 

 

n·3

п_оо

 

 

П---+ОО

 

n·3

 

 

 

 

 

,

(п + 1)"

1 .

(

 

1 )"

= -

е

< 1

 

 

= 11т

 

п

3

= -

11т

 

1 + -

 

 

 

 

 

 

 

n_оо n

 

3

п--оо

 

n

 

 

3

 

 

'

т. е,

исходный ряд сходится.

~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

62

4. \'

n

L

21/<

n=)

 

~ Воспользуемся интегральным признаком Коши.

Для этого исследуем несобственный интеграл:

 

 

 

в

 

 

 

 

 

в

 

(

x~x =

lim

(X.2~X2dx= lim

(_~( 2~X2d(_X2))=

) 2

~-> 00 )

 

 

 

li-> 00

2

J

 

J

lim (_

 

J

 

)I~ =

lim (_

1

J

 

=

L 2-

Х

+ _1_) =_1_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~~OO

2

1п2

1

~->oo

2Iп2·2~

4ln2

41п2

Поскольку данный интеграл сходится, то сходится и иссле­

дуемый ряд. ~

5. \' tg2

Л _.

L

4-r;;

tl=J

 

~ Исследуем данный ряд с по~ощью предельного признака сравнения, который состоит в следующем. Если

lim ~ = k, k Е R, k =1= О, то ряды с такими общими чле-

n~OO ЬN

нами ведут себя одинаково в смысле сходимости: или оба

сходятся, или оба расходятся. Имеем аn = tg 2 ~. В ка-

4-r;;

честве ряда, с которым будем сравнивать исходный ряд,

возьмем гармонический расходящийся ряд с общим чле­ ном ЬN = Ijn. Тогда

<, л

tg ---

lim~= lim

4-[,:

 

"--+ 00 b/~ tl--+ 00

 

(Здесь мы использовали первый замечательный предел.) Итак, исследуемый ряд раСХQДИТСЯ. ~

ti=J

Для этого ряда необходимый признак сходимости рядов (1 im аn = О) не выполняется. Действительно,

n~OO

lim

аn = liт (1 - sin J.-) = 1 =1= О,

Il--+OO

п___ оо

n

т. е. исходный

ряд расходится.

~

Исследовать на сходимость и абсолютную сходимость

знакочередующиеся ряды.

00

7.

I

(_1)"+1

n . 7"

 

 

 

~Воспользуемся признаком Лейбница. Имеем:

1

.

r

ап = -- ,

11т

-- =0,

n . 7"

п_оо

7n

т. е. данный ряд сходится.

Исследуем ряд, составленный из абсолютных величин

членов исходного ряда:

 

 

 

I n·7"

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Применим признак Д'Аламбера:

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

а"+1

= lim

n . 7"

=

-

1

l'

n

-

1

<

1

---- " - 1

7

-- =

 

,

П_оо

аn

П_ОС

(n+I)·7 +

 

 

n~OO

n+1

7

 

 

т. е. ряд (1) сходится. Следовательно, исходный ряд абсолютно сходится. ~

п=1 tl=l п=1

~ Для ряда

I

n

 

(_1)" выполняется признак Лейб­

 

п=1

 

ница. Ряд I -* - гармонический (расходящиЙся). То-

п=1

гда ряд I (-nl)n сходится условно. Сумма сходящегося

п=1

и расходящегося рядов представляет собой расходящийся

ряд. Значит, исследуемый ряд расходится. ~

64

ИДЗ-12.2

Найти область сходимости ряда.

1

00

1.1. L )~I . (Ответ: [ -

-4-; -4-].)

00

'\"' n - I

1.2. L.. 2n-l. ЗN (Ответ: (-6; 6).)

п=1

1.3. L00 ~nn' (Ответ: (-2; 2).)

п=1

1.4.'\"'~ (Ответ: [-2; 2).)

L.. 2" .

п=1

 

00

 

 

 

 

1.5.

L'\"'.. х"n

(Ответ: [ -1; 1).)

 

00

 

 

 

 

1.6.

'\"'~

(Ответ: [-1;

1).)

L..

2n +

1 .

 

n=l

 

 

 

 

1.7.

'\"'

2П х"

 

(Ответ: [ -

-4-; -4-).)

L..

2n -

1

 

n=l

 

 

 

 

1.8.

L(ln х)п. (Ответ: (+;

е).)

 

n=l

 

 

 

 

1.9.

 

х"

 

(Ответ: [-1; 1].)

 

---

 

L n(n+ 1)

 

 

 

п=1

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

х3n

 

 

1.10.

L вn(n2 + 1) . (Ответ: [-2; 2].)

n=l .

1.11. L(n(n+ ')х". (Ответ: (-1; 1).)

"=1

3-357

65

l.i2. I хn tg ;n· (Ответ: (-2; 2).)

n=l

00

1.13. L\'I';;;'О"х" ( Ответ:

n=l

[1 11)

- то; то ...

00

1.14. \' п!х". (Ответ: (-е, е).)

L п"

n=l

1.15.(Ответ: [~5; 5).)

 

00

 

 

 

 

 

 

1.16.

\'

х"

(Ответ: [-1;

1].)

 

L7'

 

 

n=l

 

 

 

 

 

 

1.17.

I00

(O,1~nx2n. (Ответ: (-{IO; {IO).)

 

n=

 

 

 

 

 

 

1.18.

I (Igx)n. (Ответ: C~; 10)-)

 

11=1

 

 

 

 

 

 

1.19.

I00

~:.

(Ответ: (-5;

5).)

 

 

n=l

 

 

 

 

 

 

1.20.

~

 

5"х"

(ответ' [_ -{3. -Fз] )

 

n~l (2п + l? ~ .

 

.

5' 5 .

 

00

 

 

 

 

 

 

1.21. n~I:J;' (Ответ: [-1; 1].)

 

 

00

 

 

 

[1

1)

 

 

\'

2"х"

(

Ответ:

-)

1.22. n~l

- ';;;'

 

- 2; 2

1.23.(Ответ: [-1; lJ.)

n=1

66

00

 

 

 

[1

1)

)

\'

3n х"

(

Ответ:

1.24. L

--:;-;:.

 

- 3";

3" .

 

n=l

V;

 

 

 

 

 

х"

1.25. I ~. (Ответ: [-2; 2).)

2" 3n - 1

n=l

00

1.26.L~·\' 2"х" ( Ответ: [1 1 ) )

-2; 2·

n=l

1.27.

\'

(n + I)2

х" .

(Ответ: ( - 2;

2).)

L

2"

 

 

 

00

 

 

 

 

[6

~ ).)

1.28.

\'

5n х"

(

Ответ:

 

L

6" V;;.

 

-

5;

 

n=l

 

 

 

 

 

 

 

1.29.

\'

xntg~. (Ответ: [-1;

1).)

 

L

f!

 

 

 

 

 

 

 

n=l

 

 

 

 

 

 

 

1.30.

f (n: 1 )"2

~:. (Ответ: (-5е; 5е).)

n=l

00-v;;х"

2.1.I n'

n=l

2.3.Е; Iп"х .

n"

2

2.2.

I

nn/2 хn

(n + I)!

.

 

п=1

 

 

2.4.

I

(nх)П.

 

n=l

 

 

 

 

n=l

 

 

I

 

 

 

 

00

 

2.5.

-

3)"

2.6.

I

(x-I)"

n!

(n + I)!

 

n=l

 

 

 

 

n=l

 

2.7.

I00

-1 n+l

х2n -I

 

 

 

 

 

 

 

 

(

)

(2n - 1) (2n - I)! .

 

 

n=l

 

 

 

 

I

 

2.8.

I

.

х

2.9.

е-n'х.

SIП-.

 

 

2"

 

 

 

 

 

n=l

 

 

 

 

n=l

 

6.7

2.10.

I

tg 2..-.

 

 

 

2"

 

 

 

f1=1

 

 

 

 

00

 

 

 

2.12.

I~'х"

 

 

 

n=1

 

 

 

2.14.

I

 

 

 

n -

2)"

 

 

n=1

 

 

 

2.16.

I

+ 1)"

 

 

 

2"

 

 

 

n=1

 

 

 

2.18.

I

(n~)"'

 

 

 

n=1

 

 

 

2.20.

I

sin (2n - 1) х

 

(2n-l?

 

ll=l

 

 

 

2.22.

I~'х"

 

 

 

n=1

 

 

 

2.24.

I n!хn

 

 

 

n=1

 

 

 

2.26.

I

sin 2

 

 

n

 

 

 

n=1

 

 

 

2.28.

I

 

 

 

 

-;;;--

 

 

 

n=1

 

 

 

2.30.

I

cos

 

 

 

 

n~ .

n=1

2.11. I х"

n!

n=1

2.13. ~IJ;;'

2.15. I

(_1)"

 

х" n Iп n

n=2

 

2.17. I

х"

З"~'

n=1

2.19. I - 1

Ф

n=1

2.21. I 2n sin 2..-.

3"

n=О

2.23. I

nix"'

n=1

2.25. I~·n"

n=1

2.27. I е-n'2х

n=1

2.29. I+'-·

n=1

 

 

3

 

3.1. I

- 4)2"-1

(Ответ:

3~x<5.)

 

2n - 1

 

 

n=1

68

 

00

 

 

3.2.

~

(х-2)"

(Ответ: I < х < 3.)

 

L

n"ln(I+I/n)

 

п=1

3.3.\'(х- 2)" (Ответ: 0< х < 4.)

L..2"

п=1

1.4. (Ответ: 0< х < 2.)

п=1

3.5. (Ответ: -9::::;;; х::::;;; -7.)

п=1

3.6. L(2+х)П. (Ответ: -3<х< -1.)

п=1

3.7.\' (x-I)" (Ответ: -1 ::::;;;х<3.)

L..2"(n + 3)

п=1

00

3.8.

L

 

(х+ 5)"

(Ответ: -6::::;;;х::::;;; -4.)

 

п=1

Vn + 1.-Vп2+I

 

 

3.9.

L2,,2 + 2)П'.

(Ответ:

-2,5 < х < -1,5.)

 

п=О

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

3.10.

L

(x-I)"

(Ответ:

-1 ::::;;;х<3.)

2" Iп (n + 1)

n=l

 

00

 

 

 

 

 

 

3.11.

L

n'(х+ 10)"

 

(Ответ: -е-10<х<е-10.)

 

 

 

 

n"

 

 

п=l

 

 

 

 

 

 

3.12.

L

(х+5)n'

(Ответ:

-6::::;;;х::::;;; -4.)

(n + 1)"

 

n=о

 

 

 

 

 

 

 

f -

 

 

(х+ 1)n.

(Ответ: О::::;;;х<2.)

3.13.

Vln~~i 1)

п=О

69

 

00

 

 

 

 

 

 

 

3.14.

L(2 _х)n sin ;..

(Ответ: 0< х < 4.)

 

n=О

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3 - 2х)"

 

 

1

 

---- 2 )

3.15.

L n _ln 2 n

 

твет:

 

<Х:::::::;.

 

n='

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

1 ~ Х < 5.)

3.16.

\'(3n - 2)(х - 3)"

 

(Ответ:

L

(n + 1)22"+ I

 

 

 

 

 

 

n=О

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

3.17.

L (х-;/)"

(Ответ:

1 ~x~3.)

n=1

00

3.18.\' (х- 2)" (Ответ: О ~ х < 4.)

L (2n-I).2"

n=1

00:J~

3.19.\' (_l)n -уn+2 (х-2)n. (Ответ: 1 <x~3.)

L n+1

n=О

 

00

 

 

 

 

 

 

 

3.20.

\'

(X+5)2"-1

(Ответ: -7 < Х < ~3.)

 

 

L

2n· 4"

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

I)"(x + 1)" (Ответ: -2<х<О.)

3.21.

\'

(2n _

 

L

2"

I n•

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

3.22.

\'

(х+3)"

(Ответ: -4 ~'x~ -2.)

 

 

L

n 2

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

3.23.

\'

(х+2)"'

(Ответ: -3~x~ -J.)

 

 

 

L

n"

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

 

\'(- l)n - I

-2n2)2n.

твет:

1 ~ ~ 3

)

3.24. L

 

 

 

-.::: Х -.:::

 

 

n='

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

3.25.

\'(х- 1)2"

(Ответ: 2<Х<4.)

 

 

L

n·9"

 

 

n='

70

00

326 '( 1)"+1

.. L -

n=1

00

, (х-З)"

3.27.L n·5"

n=1

00

3.28. , (_ 1)" + 1

k-

n=l

(х-2)"

твет:

1

-3)

(n+I)ln(n+I)·

 

 

<х""",.

(Ответ: -2 ~ х < 8.)

(2n - I )2n _ 1)"

(Ответ: - ~ <

(Зn _2)2"

 

)

 

<х<т·

 

(х-З)2"

 

3.29. L (n + 1) (n + 1)

(Ответ: 2 < х < 4.)

n=1

 

00

3.30. '(_1)"-1(х-5)n. (Ответ: 2<x~8.)

L n·Зn

n=1

4

Разложить в ряд Маклорена функцию {(х). Указать

область сходимости полученного ряда к этой функции.

 

 

 

 

 

 

 

 

00

(-I)" 52n х2n

 

 

 

 

 

)

 

4.1. f(x)=cos5x. (Ответ: I

 

(2n)!

,

 

Ixl <

00.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/=\1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

(_I)n-'x 2n +2

 

 

 

 

4.2.

f(x) =

х

3

arctg

х.

(

Ответ:

,

 

 

1.

)

 

 

L

2n _

1

 

,1 хl ~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 (

Ответ:

\' (_I)n-'x'''-2

' Ixl<

 

 

)

4.3. f(Х)=SIПХ.

L

 

(2n-I)!

 

00.

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

1.)

 

 

4.4.

f(x) =

2 _. (Ответ:

\' (_I)"x n+2,

 

Ixl <

 

 

 

 

·I+x

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

 

4.5.

f(x) =

 

 

3

(

Ответ:

\'

(_I)n. 2n x 6

"

,1 хl

<

 

 

)

cos -з-'

 

L

з2"(2n)!

 

 

00.

 

n=О

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]