<<
>>

7.3. Степенные ряды.

Функциональный ряд вида

(10)

где - действительные числа, называется степенным относительно переменной x рядом.

Для любого степенного ряда существует такое неотрицательное число R, что этот ряд сходится абсолютно при , расходится при . Поведение ряда при подлежит дальнейшему анализу.

Число R называется радиусом сходимости данного степенного ряда.

Область значений переменной x: -Rинтегральный признак Коши: ; ;

= - ( 0 – 1 ) = 1.

Интеграл сходиться, поэтому сходиться и исходный ряд.

Пример8 Исследовать на сходимость ряд

Решение:

Признак Коши для этого ряда дает:

.

Так как C < 1, ряд сходиться.

Пример9 Исследовать сходимость ряда

Решение:

Имеем знакопеременный ряд. Составим ряд из абсолютных величин.

Этот ряд сходится как бесконечно убывающая геометрическая прогрессия.

Значит, и данный ряд сходится, причем абсолютно.

Пример10 Исследовать на сходимость ряд

Решение:

Этот ряд знакочередующийся. Так как

… ,

то

… .

Первое условие признак Лейбница выполняется.

Далее,

т.е. выполняется и второе условие. Значит, данный ряд сходится.

Пример11 Исследовать на сходимость ряд

Решение:

Этот ряд знакочередующийся.

Первое условие Лейбница не выполняется: 1,1 > 1,02 > 1,003 > …

Проверим выполнение второго условия:

Так как ряд расходится.

Пример12 Исследовать на сходимость ряд

Решение:

Ряд сходится при x > 1, и расходиться при x ≤ 1. Следовательно, область сходимости этого ряда описывается неравенством x > 1.

Пример13 Исследовать на сходимость ряд

Решение:

Члены функционального ряда при любом x меньше

соответствующих членов ряда “обратных квадратов“:.

Так как последующий ряд сходится, будет сходиться и исходный ряд при любом x; его

областью сходимости является множество всех действительных чисел.

Пример14 Исследовать на сходимость ряд рассмотрим ряд

Решение:

Поскольку sin x ≤ 1, члены этого ряда не меньше соответствующих членов гармоничного ряда, начиная с третьего:

Следовательно, исходный ряд не сходится ни при каком значении x.

Область сходимости – O.

Пример15 Исследовать на сходимость ряд

Решение:

Применим признак Даламбера:

Так как предел < 1 и не зависит от x, то ряд сходится при всех значениях x.

Приме16 Исследовать на сходимость ряд

Решение:

Здесь

Стало быть, ряд расходится при всех значениях x, кроме x = 0.

Пример17 Исследовать на сходимость ряд

Решение:

Применим признак Даламбера

.

Ряд сходится, если , т.е. если . Исследуем сходимость ряда на концах промежутка. При получим знакочередующийся ряд Применим признак Лейбница:

1)

2)

Оба условия признака Лейбница выполняются, следовательно, ряд сходится.

При имеем

Этот ряд расходится, так как членами его являются члены гармонического ряда, умноженные на -1. таким образом, исходный степенной ряд сходится .

<< | >>
Источник: Лабгаева Эмма Владимировна. Методические указания для студентов по проведению практических занятий по дисциплине «Математика». 2007

Еще по теме 7.3. Степенные ряды.: