RIII_OCR[6]
.pdf4.6. {(х)= |
2 2 . (Ответ: 2" зnх2n |
, |
'хl < |
.1m.) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
00 |
|
|
|
|
|
|
1-3х |
|
|
L |
|
|
|
~З |
|||
|
|
|
|
|
|
n=О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00 |
|
|
|
|
|
|
4.7. ((х) = |
еЗХ • |
(Ответ: "L -~~;;Т-' |
'хl < 00.) |
|
|
||||||
|
|
|
|
n=О |
|
|
|
|
|
|
|
4.8. [(х)= |
I~X· (ответ: I00 |
(_1)nхn, |
'~< 1) |
|
|||||||
4.9. f(х)= |
ch (2хЗ). (Ответ: I00 |
2":!6", |
|
Iхl < 00.) |
|||||||
|
|
|
|
|
n=о |
|
|
|
|
|
|
4.10. {(х)= -1. |
( Ответ.• I00 |
(-1)"х" |
, |
'хl < 00. ) |
|||||||
|
-г;;:- |
|
n=О |
2"п! |
|
|
|
|
|||
|
-vt: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
00 |
|
|
|
|
|
|
4.11. f(x)=sh х. |
( Ответ: |
\ |
х2n - I |
|
'хl < |
00. |
) |
||||
L. |
(2n-I)!' |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
n=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00 |
|
|
|
|
|
|
4.12. f(x) = |
е- |
Х |
'. |
( Ответ: |
\'(_I)n X 4" |
,Ixl < |
00. |
) |
|||
|
L. |
|
п! |
|
4.13. {(X)=2-Х'.(Ответ: I00 (-I)::nn.2x2n,lxl<00.)
n=О
|
|
|
00 |
|
|
|
х ( |
|
. " х" Iп" . 5 |
,Ixl<oo. |
) |
||
4.14·f(x)=5. |
Ответ. |
L |
п! |
|
||
|
|
|
n=О |
|
|
|
|
_г. |
( |
Ответ: |
" |
(-I)"x"+1 |
|
4.15. f(x)=xcos-yx. |
|
L |
(2п)! |
|
sin 3х ( |
Ответ: |
" |
(_I)n-I. з2"-1 |
4.16. {(х) = --о |
L |
(2n-I)! |
|
х |
|
n=1
'хl < 00)
72
Разложить функцию f(x) в ряд Тейлора в окрест
ности указанной точки хо. Найти область сходимости полученного ряда к этой функции.
4.17. f(x) = |
+, хо ___ -2. (Ответ: - +I00 |
(X~"2)" |
|
|
|
п=о |
|
4.18. f(x)= |
х~з' хо= -2. (ответ: I00 |
(_1)n(х+2)n, |
|
|
п=о |
|
|
-з<х< -1.)
4.19. f(x) =~, хо = 1. (Ответ: е I00 |
(х;?, Ixl < 00.) |
п=о |
|
1
4.20. f(x) = 2х+ 5 ' хо = 3.
(Ответ: тт I(-I)пС21)П(х-з)n, -~ <x<I;.)
п=о
4.21. f(x)= |
1 |
2' xo=l. (Ответ: -41 \,n+l(x_l)n, |
|
|
~-~ |
L |
~ |
п=о
|
4.22. |
f(x) = sin |
11; , хо = 2. |
|
|
|||
( |
Ответ: |
f' |
(_1)n(~)2n (х-2)2" |
Ixl< 00.) |
||||
|
L |
|
4 |
|
(2п)!' |
|
|
|
|
|
п=о |
|
|
|
|
|
|
|
4.23. |
f(x) = In (5х +3), |
|
2 |
|
|||
|
хо = "5' |
|
||||||
( Ответ: |
\' |
(_1)"-1.5" ( |
х |
2)П |
7 |
3 ) |
||
L |
n |
|
+"5 |
I -"5 |
< х ~ "5' |
п=l
73
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00 |
|
|
|
|
4.24. f(x) = In |
2 |
1 |
, хо = 1. (Ответ: |
\' (-nl)n (х- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
х |
-2х+2 |
|
|
|
L. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=l |
|
|
|
|
4.25. |
f(x) = |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_~' хо = -3. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
у4 +х |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: |
|
\'(-I)"(2n - 1)' |
-4 < |
х ~ |
-2. |
) |
||||||
( |
1 + L. |
|
|
2nп! |
. (х + 3)n, |
|
|||||||
|
|
|
|
f!=~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.26. f(x) = cos х, хо = |
: . |
|
|
|
|
|
|||||
(Ответ: f cos(~:n'T) (х- :)n, |
Ixl< 00-) |
|
|
||||||||||
|
|
|
n=О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.27. f(x) = |
|
1 |
|
2. |
|
|
|
|
|
||
|
|
_ г-;' хо = |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
ух-I |
|
|
|
|
|
|
||
( |
О |
твет: |
1 |
\'(-I)n(2n-I)!! (х-2)n |
1 |
< х |
::;::::3) |
|
|||||
|
|
+ L. |
|
|
2"п! |
' |
|
--=::: • |
|
|
|||
|
|
|
|
n=l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.28. f(x) = |
х2 |
_ |
41х+ 3 ' |
хо = -2. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
00 |
|
|
|
|
|
-5<х< 1.) |
|
|||
(Ответ: L((6\" - IO~5n)(x+2)n), |
|
|
|||||||||||
|
|
|
n=о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.29. f(x) = sin х, |
|
00 Siп(а+ пл) |
|
||||||||
|
|
хо = а. (Ответ: L |
п! 2 |
(х - |
|||||||||
_а)n, 'хl < 00-) |
|
|
n=о |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
4.30. f (х) = |
\п |
(5х + 3), |
хо= 1. |
|
(Ответ: |
\п 8 + |
5. Вычислить указанную величину приближенно с за
данной степенью точности а, воспользовавшись разложе-
74
нием в степенной ряд соответствующим образом подо(ip.ан
ной функции.
5.1.е, а = 0,0001. (OT~T: 2,7183.)
5.2.V25Q, а = 0,01. (Ответ: 3,017.)
5.3.sin 1, а =0,00001. (Ответ: 0,84147.)
5.4.~, а = 0,001. (Ответ: 1,140.)
5.5.arctg 1~' а = 0,001. (Ответ: 0,304.)
5.6.lп 3, а = 0,000 1. (Ответ: 1,0986.)
5.7.ch 2, а = 0,0001. (Ответ: 3,7622.)
5.8.Ig е, а =0,0001. (Ответ: 0,4343.)
5.9.n, а = 0,00001. (Ответ: 3,14159.)
5.10.е2, а =0,001. (Ответ: 7,389.)
5.11.cos 2°, а = 0,001. (Ответ: 0,999.)
5.12.V80, a=O,OOI. (Ответ: 4,309.)
5.13.'П 5, а = 0,001. (Ответ: 1,609.)
5.14.arctg Т' а = 0,001. (Ответ: 0,464.)
5.15.V738, a=O,OOI. (Ответ: 3,006.)
5.16.v;, а = 0,00001. (Ответ: 1,3956.)
5.17.sin 1°, a=O,OOOI. (Ответ: 0,0175.)
5.18.JJ8,36, a=O,OOI. (Ответ: 2,030.)
5.19.lп 10, +,а = 0,0001. (Ответ: 2,3026.)
5.20.arcsin а = 0,001. (Ответ: 0,340.)
5.21.Ig7, a=O,OOI. (Ответ: 0,8451.)
5.22.-..Ге, а = 0,0001. (Ответ: 1,6487.)
5.23. cos 10°, а = 0,0001. (Ответ: 0,9848.)
|
1 |
|
|
5.24. -- , а = 0,001. (Ответ: 0,302.) |
|||
|
vзo |
а = 0,001. (Ответ: 2,031.) |
|
5.25. |
liJ г.;;;:;; |
||
V |
1080, |
||
|
1 |
а = |
0,0001. (Ответ: 0,3679.) |
0.26. - , |
е
5.27.sin 1~' а = 0,0001. (Ответ: 0,0314.)
5.28.ij9o, а = 0,001. (Ответ: 3,079.)
5.29.1~' а = O,OQI. (Ответ: 0,496.)
7у 136
75
5.30. V;'I а. = 0,001. (Ответ: 0,716.)
6. Используя разложение подынтегральной функции
в степенной ряд, вычислить указанный определенный
интеграл с точностью до 0,001.
'6.1. 0.~25 'П (1 +-Гx)dx. (Ответ: 0,070.)
о
I
6.2. ~ arctg (~ )dX. (Ответ: 0,162.)
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U.2 |
|
|
|
|
|
|
6.3. |
|
~ -Гxe-xdx. |
(Ответ: 0,054.) |
|||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
arc:g Х dx. |
|
|
|||
6.4. |
|
~ |
|
(Ответ: 0,48/.) |
||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
6.5. |
|
~ |
|
-гхcos xdx. (Ответ: 0,059.) |
||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
'П (1 +хЗ)dх. |
|
|||
6.6. |
|
~ |
|
|
(Ответ: 0,015.) |
|||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
6.7. |
|
~ х2 sin xdx. |
(Ответ: 0,223.) |
|||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
6.8. |
|
~ e- x'/2dx. (Ответ: 0,855.) |
||||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
6.9. |
|
0~.5 ~dx. (Ответ: 0,480.) |
||||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
||
6.10. |
|
r ~. (Ответ: 0,484.) |
||||||||
|
|
|
|
|
J |
|
I +х |
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
(Ответ: 1,027.) |
|
6.11. |
~{!1 +x2j4dx. |
|||||||||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
||
6 |
. |
12 |
. |
r |
|
SiП Х2 dx. |
О |
твет: 0,493.) |
||
|
|
J |
|
х |
( |
о
76
0,1
6.13. ~ е' -; I dx. (Ответ: 0,103.)
о
0,5
6.14.~ х2 cos 3xdx. (Ответ: 0,018.)
О
|
0,5 |
|
|
|
|
||
6.15. |
~ |
In (1 +x 2)dx. |
(Ответ: 0,385.) |
||||
|
О |
|
|
|
|
|
|
6.16. |
0,4~ -r;e- x / 4dx. |
(Ответ: 0.159.) |
|||||
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
||
6.17. |
~ |
I +;20SX |
dx. (Ответ: 2,568.) |
||||
|
0,3 |
|
|
|
|
||
|
0,5 |
|
|
|
|
||
6.18. |
~ |
arctg х2 d |
х. (Ответ: 0,498.) |
||||
2 |
|||||||
|
|||||||
|
|
Х |
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
||
6.19. |
~ |
I-~osxdx. (Ответ: 0,156.) |
|||||
|
u |
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
6.20. |
~ sin х2 dx. |
(Ответ: 0,310.) |
|||||
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
|
||
6.21. |
~ |
'п (I + х) |
dx. |
(Ответ: 0,098.) |
|||
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
6.22. |
~1 |
cos.v;dx. |
(Ответ: |
0,718.) |
|||
|
О |
|
|
|
|
|
|
6.23. |
~1 -r; sin xdx. |
(Ответ: |
0,364.) |
||||
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
6.24. ~ |
е-2Х' dx. |
(Ответ: 0,976.) |
|||||
|
o-Vx |
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
6.25. |
~ cos ~2 dx. |
(Ответ: |
0,994.) |
о
77
6.26. |
~ arctgC'f) dx. |
(Ответ: |
0,318.) |
|||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
6.27. |
f |
х - |
arctg х |
d |
Х. |
О |
тв'ет: |
0,039.) |
J |
|
х2 |
|
( |
||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
-.J 1 |
х3 dx. |
|
|
|
|
|
6.28. |
~ |
|
(Ответ: 0,397.) |
о
0,5
6.29.~ e-x'dx. (Ответ: 0,461.)
о
0.5 |
--.fl+?dx. |
(Ответ: |
-- |
6.30. ~ |
0,508.) |
о
. 7. Найти разложение в степенной ряд по степеням х решения дифференциального уравнения (записать три
первых, отличных от нуля, члена этого разложения).
7.1. у' = ху+е", у (О) = О. (ответ: у = х + +х2 +
+;хз +.. )
7.2. у'=х2у2+1, у(О} = 1. (Ответ: У= '-х+
+ +х3 +..)
7.3. у'=х2 _ у2, у(О) = ~. (ответ:у=+-+х-
_ {-х2 + .. )
7.4.у,=х3 +у2, у(О)=т. (OTBeT:Y=f++x+
+{-х2 +..)
7.5. у' = |
х +у2, у(О) = -1. |
(Ответ: у = -1 + х + |
+ Зх2 +...) |
|
|
7.6. у' = |
х + х2 + у2, У(О) = |
1. (Ответ: у = 1 + х + |
+ ~ ~2 + ..)
76
7.7. ц' = 2cOSX-ху2, у(О) = 1. (Ответ: у= 1 +2х·-
-zI Х2 +...')
7.8. у' = еХ - у2, у(О) = О. (Ответ: у = х+ +х2 _
_ ~хЗ +...)
7.9.у'=х+у+у2, у(О) = 1. (Ответ: У= '+2х+
+~ x2~+.. .)
7.10.у'=х2 +у2,у(0)= 1. (Ответ: У= 1 +х+х2 + ... )
7.11.y'=x2y2+ ys inx, у(О)=+. (Ответ: у=++
+ т1 Х2 + хЗ + ...)
12
7.12.y'=2y2+y~, y(o)=+.(OTвeT:y=++~ х+
+26 Х2 + ...)
27
7.13. у'=еЗХ +2ху2, у(О) = 1. (Ответ: У= 1 +х+
+~x2+ ... )
7.14.у'=х+еУ, у(О)=О. (Ответ: у=х+х2 +
++х3 + .. .)
~.15. у' = У cos х + 2 cos у, у(О) = О. (Ответ: у = 2х +
+х-х+ ... )
7.16.if'=х2 + 2у2, у(О}= 0,2. (Ответ:у=0,2+0,08х+
+0,032х + ...)
7.17.y'=X2txy+y2, у(О) = 0,5. (Ответ: у=О,5+
+О,25х + 0,375х + ...)
7.18.у' = e'il1x + Х, у(О) = О. (Ответ: у = х + х2 +
+~~+ ...)
7.19. !/ = ху - у2, у(О)= 0,2. (Ответ: у = 0,2 - 0,04х+
+0,108x +...)
7.20.y'=2x+y2+~, у(О) = 1. (Ответ: У= 1 +2х+
+3,5х2 +...)
79
7.21. у' = |
Х sin х - |
у2, у(О) = |
1. |
(Ответ: |
у = |
1 - |
х + |
||||||||
+х2 +...) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_';~5 + |
|||
7.22. у' = |
2х2 - ху, у(О) = О. (Ответ: у= |
~7 |
|||||||||||||
96х7 |
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+71-'" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7:23. у' = |
х - |
2у2, |
у(О) = |
0,5. |
(Ответ: у = |
0,5 - 0,5х + |
|||||||||
+х2 +...) |
|
XfГ + 2у2, у(О) = |
|
|
|
|
|
|
|||||||
7.24. у' = |
О. |
(Ответ: |
у = |
+х2 + |
|||||||||||
+з |
|
+в- |
|
+... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I Х3 |
|
I х4 |
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7.25. у'=ху+х2 |
+у2, у(О) = |
1. |
(Ответ: у= 1 +х+ |
||||||||||||
+ ~ х2 +.. ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
у = х + +х2 + |
||||||
7.26. у' = |
ху + fГ, |
у(О) = |
О. |
(Ответ: |
|||||||||||
+.+Х |
З |
+...) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.27. |
y'=yfГ, |
у(О) = 1. |
(Ответ: |
у= 1 +х+х2 |
+ ... ) |
||||||||||
7.28. у' = |
2 sin х + ху, |
у(О) = О. |
(Ответ: |
у = |
х2 + |
||||||||||
I Х4 |
11 |
|
6+) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
+"6 |
|
+ |
360 |
|
х ... |
|
|
|
|
|
х + +х2 + |
||||
7.29. у' = х2 + еУ, |
у(О) = О. |
(Ответ: |
у = |
||||||||||||
+ ~ хз +.. ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7.30. |
у' = х2 + у, у(О) = 1. ( Ответ: у= |
1 + х+ ~~ |
+..) |
||||||||||||
8. Методом |
последовательного |
дифференцирования |
найти первые k членов разложения в степенной ряд реше
ния дифференциального уравнения при указанных началь
ных условиях.
8.1. у' = |
arcsin у+х, у(О) = |
+,k = 4. (ответ: у= ++ |
|
+ ~ + J..(I + _П_)х2 |
+ J..(_2_ + ~ +~) хЗ + |
||
6 2 |
3';; |
6 |
-Vз 9 27-Vз |
+ ..)
89
|
8.2. у' = ху + In (у +х), у(1) = О, |
k = |
5. (Ответ: |
у = |
|||||||||||||
= (х-; 1)2 + |
(x~ I? |
+ (x~ 1)4 |
+ ..-) |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
8.3. у' = х +у2, у(О) = 1, k = |
3. ( Ответ: у = х + ~, |
х2 + |
||||||||||||||
+ :, х |
З |
+..-) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
8.4. |
у' = х + +, у(О) = 1, k = |
|
5. |
(Ответ: у = 1 +х + |
||||||||||||
|
х3 |
|
х' |
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
+3-3+'" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
8.5. |
ylV = ху -Ьу'х2 , у(О) = у'(О) = у"(О) = 1, у'"(О) = 1, |
|||||||||||||||
k = 7. |
|
( Ответ: у = |
XZ |
|
|
х3 |
х5 |
4х6 |
|
) |
|
|
|||||
|
1+ х + 2т |
+ 3т + 5! |
+ б! + ... |
|
|
|
|||||||||||
|
8.6. |
у' = 2х - 0,1 |
у2, у(О) = 1, |
|
k = 3. |
(Ответ: у = 1 - |
|||||||||||
- |
0,1х |
+0,01х2 +...) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
8.7. |
у'" = |
у" + y'Z + уЗ + х, |
у(О) = |
1, у'(О) = |
2, у"(О) = |
|||||||||||
= |
О" |
5 |
|
k |
|
|
|
' |
|
2 |
|
х2 |
11 |
З + 29 |
4 + |
||
|
|
|
= 6. (Ответ. у = 1 + |
|
х + 4 + т2 х |
48 |
х |
|
+25 х5 +...)
48
8.8. у,=х2 _ху, у(0)=0,1, k=3. (Ответ: у=0,1-
- 0,05х2 + 0,333хЗ +...)
8.9. у" = 2уу',у(0) = О, у'(О) = 1, k = 3.( Ответ: у = х +
2хЗ |
|
12х5 |
|
) |
|
|
|
+ 3! +-5!- + ... |
|
|
|
||||
8.10. у' = 2х +cos у, у(О) = |
О, k = 5. ( Ответ: у = |
х2 - |
|||||
х3 |
х' |
|
|
) |
|
|
|
- 6 - 4+'" |
|
|
|
|
|||
8.11. у'" = y~ - |
xy'Z, у(О) = 1, у'(О) = у"(О) = 1, |
k = 6. |
|||||
(Ответ: у= 1+х+ ~; + ~: + :: +0,х5 +.. ) |
|
||||||
8.12. у' = 3х - |
у2, у(О) = 2, |
k = 3. (ответ: у=2-4х |
|||||
_ ~x2 _ |
... |
) |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
81