|
Свойства сходящихся числовых рядов.1) Если ряд сходится и имеет сумму S, то ряд сходится и имеет сумму CS. 2) Если ряды и сходятся и имеют суммы и соответственно, то сходятся и ряды и имеют суммы . 3) Добавление и отбрасывание конечного числа слагаемых не влияет на характер сходимости ряда. Знакоположительные ряды. Необходимый признак сходимости. Теорема. Если ряд сходится, то . Обратное утверждение неверно: если , то ряд может и сходиться и расходиться. Следствие (достаточный признак расходимости ряда): Если , то ряд расходится. Примеры. 1) – ряд расходится. 2) – ничего нельзя сказать о характере сходимости ряда. Нужны дополнительные исследования с помощью других признаков. Достаточные признаки сходимости знакоположительных рядов. 1 Признак сравнения. Даны два знакоположительных ряда и . Пусть, начиная с некоторого n, может быть и с n= 1, выполняется , тогда: а) если сходится, то сходится и ; б) если расходится, то расходится и . Следствие: если существует , конечное число, то ряды сходятся или расходятся одновременно. Для использования этого признака удобно выбирать ряд, составленный из членов геометрической прогрессии , который сходится при и расходится при , а также обобщенный гармонический ряд , который сходится при и расходится при . 2 Признак Даламбера. Пусть и существует . Тогда при q <1 ряд сходится, при q >1 – расходится, при q =1 – сомнительный случай (нужно исследовать с помощью других признаков). 3 Радикальный признак Коши. Пусть и существует . Тогда при p <1 ряд сходится, при p >1 – расходится, при p =1 – сомнительный случай. 4 Интегральный признак Коши.
Пусть – непрерывная, положительная, монотонно убывающая функция, определенная при и такова, что члены ряда являются значениями функции при , т. е. , , …, ,…, тогда ряд (1) и несобственный интеграл сходятся или расходятся одновременно. План исследования знакоположительных рядов 1. Находим . Если , то ряд расходится, исследование закончено. 2. Если , применяем один (подходящий) из достаточных признаков сходимости. 3. Делаем вывод о сходимости ряда. Примеры. 1) Напоминаем, что ; 0!=1; . – ряд, расходящийся по признаку Даламбера. 2) – ряд сходится по радикальному признаку Коши. 3) сравним с – сходящимся (как обобщенный гармонический при k >1). Используем следствие из признака сравнения: – конечное, не равное нулю число, тогда ряды ведут себя одинаково, т. е. сходятся. Знакопеременные ряды Это ряды, содержащие как положительные, так и отрицательные члены. Частным случаем таких рядов являются знакочередующиеся ряды: ряды, в которых за каждым положительным членом следует отрицательный и за каждым отрицательным членом следует положительный: или . Признак Лейбница. Если в знакочередующемся ряде 1) абсолютные величины членов ряда убывают ; 2) , то знакочередующийся ряд сходится и его сумма не превосходит модуля первого члена. Следствие. Пусть знакочередующийся ряд сходится по признаку Лейбница. Если сумму этого ряда заменить суммой n первых членов, то погрешность, допускаемая при этом не превосходит модуля первого отброшенного члена. Рассмотрим знакочередующийся ряд и ряд, составленный из абсолютных его величин. Если ряд, составленный из абсолютных величин, сходится, то знакопеременный ряд называется абсолютно сходящимся рядом. Если знакопеременный ряд сходится, а ряд, составленный из абсолютных величин, расходится, то знакопеременный ряд называется условно сходящимся. Пример. Исследовать на условную и абсолютную сходимость ряд. Это знакочередующийся ряд. Применим признак Лейбница. 1) ; 2) . => ряд сходится по признаку Лейбница. Исследуем ряд на условную и абсолютную сходимость. Для этого рассмотрим ряд, составленный из абсолютных величин данного ряда. – это обобщенный гармонический ряд, он сходится, так как k =3>1, тогда знакочередующийся ряд является абсолютно сходящимся рядом. Степенные ряды Степенным рядом называется ряд вида: , где – постоянные величины, коэффициенты ряда, число a – центр ряда. При a =0 имеем
При степенной ряд (1) принимает вид
Это уже числовой ряд. он может сходиться или расходиться. Если ряд (2) сходится, то – точка сходимости степенного ряда (1). Если ряд (2) расходится, то – точка расходимости. Совокупность точек сходимости называется областью сходимости степенного ряда. Теорема Абеля. Для любого степенного ряда (1) существует интервал , внутри которого ряд сходится абсолютно, вне его расходится, а на границах может иметь различный характер сходимости. – радиус интервала сходимости. – интервал сходимости. Если R =0, то точка x =0 – единственная точка сходимости. Если R =¥, то ряд сходится на всей числовой оси. Пример. 1) Найти радиус и интервал сходимости степенного ряда. Исследовать сходимость ряда на концах интервала. . Тогда (-5; 5) – интервал, внутри которого ряд сходится абсолютно. Исследуем характер сходимости ряда на границах. 1) x =–5, тогда степенной ряд примет вид . Это знакочередующийся ряд. Для него применим признак Лейбница: 1) – не выполнено первое условие признака Лейбница, тогда ряд расходится, точка – точка расходимости. 2) x =5; – ряд расходится по следствию из необходимого признака, тогда x =5 – точка расходимости. (-5; 5) – область сходимости данного степенного ряда. 2) . – интервал сходимости данного степенного ряда. Исследуем на границах: 1) , тогда степенной ряд примет вид: – это знакочередующийся ряд. Проверим два условия: 1) ; 2) , тогда ряд сходится по признаку Лейбница, точка – есть точка сходимости первоначального степенного ряда, она входит в область сходимости. 2) . Сравним этот ряд с гармоническим , который, как известно, расходится. – конечное число, тогда по следствию из признака сравнения ряды ведут себя одинаково, т. е. оба расходятся, поэтому точка – точка расходимости начального степенного ряда. – область сходимости степенного ряда. Теория вероятностей Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|