RIII_OCR[6]
.pdf
|
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' |
1т |
·Van |
= |
1т |
|
|
|
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
6з
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 |
n· 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 |
1т |
-- = |
|
, |
|||||||
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
'\"' nхn - 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.. n· 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. |
(х - |
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 (х - |
2)" |
|
||
|
n=1 |
|
|
|
2.16. |
I |
(х + 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 2nх |
• |
|
|
|
n |
|
|
|
n=1 |
|
|
|
2.28. |
I |
nх |
|
|
|
|
-;;;-- |
|
|
|
n=1 |
|
|
|
2.30. |
I |
cos nх |
|
|
|
|
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 |
(х - 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 (х + 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)" |
(О |
|
|
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 |
(х -2n2)2n. (О |
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)" |
(О |
твет: |
1 |
-3) |
(n+I)ln(n+I)· |
|
|
<х""",. |
(Ответ: -2 ~ х < 8.)
(2n - I )2n (х _ 1)" |
(Ответ: - ~ < |
(Зn _2)2" |
|
IЗ ) |
|
<х<т· |
|
(х-З)2" |
|
3.29. L (n + 1) 'П (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) = |
_х2 _. (Ответ: |
\' (_I)"x n+2, |
|
Ixl < |
|
|
||||||||||
|
|
·I+x |
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
n=О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4.5. |
f(x) = |
|
|
2х3 |
( |
Ответ: |
\' |
(_I)n. 2n x 6 |
" |
,1 хl |
< |
|
|
) |
|||
cos -з-' |
|
L |
з2"(2n)! |
|
|
00. |
|
n=О