Числовые ряды. Основные понятия
№ п/п
| Понятие
| Определение и обозначение
|
1.
| Ряд
|
|
2.
| Члены ряда, общий ( n – ый ) член ряда
| - бесконечная числовая последовательность, где
|
3.
| Частичные суммы ряда
|
|
4.
| Последовательность частичных сумм
|
|
5.
| Сходящиеся ряды
| , где – сумма ряда
|
6.
| Расходящиеся ряды
|
|
7.
| Остаток ряда
|
|
Основные свойства сходящихся рядов
|
сходится
|
| - сходится
|
сходится, – его сумма
|
| сходится, - его сумма
|
сходится, – его сумма
|
| - сходится
|
сходится, – его сумма
| - его сумма
|
Необходимый признак сходимости ряда
|
- сходится
|
|
|
Замечание:
|
| - расходится
|
| | | | |
Числовые ряды с положительными членами
Определение - действительные числа
|
Некоторые ряды и их поведение
|
| Гармонический ряд расходится
|
| Обобщенный гармонический ряд при
|
| Ряд геометрический
| при
|
В частности при ряды
| расходится
|
Достаточные признаки сходимости числовых рядов с положительными членами
|
Признаки сравнения
| Интегральный признак Коши
| Признак Даламбера
| Признак Коши
|
(1)
(2)
| ,
: непрерывная, положительная, невозрастающая
Замечание:
|
|
|
1.
где ,
(при ~ )
|
Þ
| и
одновременно сходятся или расходятся
| а) - сход.
б) - расход.
| а) - сход.
б) - расход.
|
2. а) сход.
| Þ
| сход
| Замечание:
1. Если , то признак Даламбера и Коши не дают ответа о поведении ряда.
2. Признак Даламбера иногда используется без предельного перехода:
сход., расход.
|
б) расход.
| Þ
| расход.
|
Замечание: В качестве рядов для сравнения удобно выбирать ряды и
|
| | | | | | | | |
Знакопеременные числовые ряды
Определение
| , - действительные числа произвольного признака
В частности, , - знакочередующийся ряд
|
Абсолютная и условная сходимость знакопеременных рядов
| 1. и сходятся - абсолютно сходится
2. сходится, а расходится - условно сходится
|
Достаточные признаки сходимости знакопеременных рядов
|
Признак абсолютной сходимости
| Признак Лейбница
|
- знакопеременный
сходится абсолютно сходится
| 1)
|
| сходится
|
2)
| Þ
|
|
3)
|
|
|
Замечание:
1. В сходящемся знакочередующемся ряде сумма S может быть заменена . Получаемая погрешность
2. Убывание модулей членов знакопеременного ряда можно доказать с помощью производной. Если с некоторого номера, то члены ряда убывают с этого номера.
3. Если расходимость ряда установлена признаком Даламбера или признаком Коши, то и ряд расходится, т. к. если или , то .
|
Алгоритм исследования знакопеременного ряда на сходимость.
|
1. Составить ряд из абсолютных членов данного ряда и исследовать его сходимость.
2. а) сходится абсолютно сходится; б) расходится 3 исследуй
3. Проверить условия признака Лейбница
Если 1) члены чередуются по знаку;
2)
3) то 1) сходится по признаку Лейбница
2) условно сходится, т. к. расходится
|
| | | | |
Функциональные ряды. Основные понятия
Понятие
| Определение и обозначение
|
1. Функциональный ряд
|
|
2. Члены ряда
| - функции от
|
3. Сходимость ряда в точке
| сходится сходится в т.
расходится расходится в т.
|
4. Область сходимости ряда
| сходится - область сходимости; - находится:
или ,
|
5. Последовательность частичных сумм
| , где
,
|
6. Сумма сходящегося ряда
| - сумма ряда
|
7. Остаток ряда
|
|
8. Равномерная сходимость ряда на
| и
|
9. Абсолютная и равномерная сходимость ряда (признак Вейерштрасса)
| 1. и
2. числовой ряд - сходится
| Þ
| - сходится абсолютно и равномерно на
|
Свойства равномерно сходящихся рядов
|
1. - равномерно сходится на
2. - непрерывна и
3. - его сумма
| Þ
| 1. - непрерывна на
2. , где (почленное интегрирование)
3. - равномерно сходится на , где
|
1. - сходится на , - его сумма
2. - дифференцируемые и
3. - непрерывны и
4. - равномерно сходится на
| Þ
| 1. - равномерно сходится на
2.
(почленное дифференцирование)
|
| | | | | |
Степенные ряды
Определение и
обозначение
| (1)
|
(2) , где - постоянные коэффициенты
|
Радиус
сходимости.
Основная теорема
| Для рядов (1) и (2) число , обладающие свойствами, - радиус сходимости
|
1) при
|
|
2) при
|
|
Свойства степенных рядов
| 1. , - непрерывна
2. - сходится
3. - сходится
|
Алгоритм определения интервала сходимости
| 1.Найти или
2.Решить неравенство , получить интервал сходности
3.Исследовать сходимость ряда на концах полученного интервала
|
Разложение функции в степенной ряд
Ряд Тейлора (по степеням )
|
|
Ряд Маклорена (по степеням )
|
|
Алгоритм разложения функции в степенной ряд.
| 1. Найти все производные в точке :
2. записать ряд Тейлора для :
3. Найти интервал сходимости полученного ряда
4. Найти , где - остаточный член формулы Тейлора
5. Если
|
Таблица разложений некоторых функций в степенные ряды
№ п/п
| Функция
| Разложение в ряд
| Интервал сходимости
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|