- •Базовые понятия
- •Множества и операции над множествами
- •способы определения множеств
- •Функции
- •способы задания функций
- •последовательности и кортежи
- •Действительные числа
- •иерархия числовых множеств
- •определение действительных чисел
- •ограниченные множества
- •Вопросы для коллоквиума
- •Теория пределов
- •Предел последовательности
- •бесконечно малые, бесконечно большие величины, их иерархия
- •частичные пределы
- •Пределы и непрерывность функций
- •открытые и замкнутые множества
- •предел функции
- •непрерывность функции
- •монотонные функции
- •свойства непрерывных функций
- •элементарные функции
- •замечательные пределы
- •равномерная непрерывность
- •Вопросы для коллоквиума
- •Дифференциальное исчисление
- •Производная и дифференциал
- •производная
- •дифференциал
- •независимость формы первого дифференциала
- •дифференцируемость обратной функции
- •производные высших порядков
- •дифференциалы высших порядков
- •Основные теоремы о дифференцируемых функциях
- •теоремы о среднем значении
- •правило Лопиталя
- •теоремы о монотонных функциях
- •формула Тейлора
- •Исследование функций
- •экстремумы
- •наибольшее и наименьшее значение
- •выпуклость и точки перегиба
- •асимптоты
- •построение эскизов графиков
- •Введение в дифференциальную геометрию
- •путь и кривая
- •параметрическое дифференцирование
- •кривизна простой кривой
- •Частные производные
- •частная производная и дифференцируемость
- •геометрический смысл дифференциала, касательная плоскость
- •дифференцирование сложной функции и независимость формы первого дифференциала
- •производная по направлению, градиент
- •независимость производной от порядка дифференцирования
- •дифференциалы высших порядков
- •формула Тейлора
- •Экстремумы функции нескольких переменных
- •Неявные функции
- •основные теоремы о неявных функциях
- •Условный экстремум
- •Вопросы для коллоквиума
- •Интегральное исчисление
- •Неопределенный интеграл
- •определение и свойства первообразной
- •интегрирование рациональных дробей
- •интегрирование некоторых иррациональностей
- •интегрирование биномиальных дифференциалов
- •интегрирование тригонометрических выражений
- •некоторые интегралы, невычислимые в элементарных функциях
- •Определенный интеграл
- •интеграл Римана
- •суммы Дарбу
- •свойства интеграла Римана
- •связь определенного и неопределенного интегралов
- •методы интегрирования
- •формула Бонэ
- •неравенства Гёльдера и Минковского
- •Введение в теорию меры
- •мера Жордана на плоскости
- •мера Лебега
- •Приложения определенного интеграла
- •вычисление площадей
- •площадь в полярных координатах
- •длина дуги гладкой кривой
- •вычисление объемов и поверхностей тел вращения
- •Несобственные интегралы
- •определение н.и.
- •виды и признаки сходимости н.и.
- •Интегралы с параметрами
- •предел функции по параметру
- •собственные интегралы с параметром
- •равномерная сходимость н.и.
- •непрерывность и дифференцируемость н.и.
- •вычисление н.и. дифференцированием по параметру
- •интегрирование н.и. по параметру
- •интеграл Пуассона
- •функции Эйлера
- •Вопросы для коллоквиума
- •Некоторые виды интегралов
- •Кратные интегралы
- •интеграл Римана от функции нескольких переменных
- •свойства интеграла Римана
- •вычисление двойного интеграла
- •вычисление тройного интеграла
- •Криволинейные интегралы
- •свойства к.и. 1-го рода
- •вычисление к.и. 1-го рода
- •к.и. 2-го рода
- •свойства к.и. 2-го рода
- •вычисление к.и. 2-го рода
- •формула Грина
- •независимость криволинейного интеграла от пути
- •криволинейные координаты
- •Поверхностные интегралы
- •поверхность, площадь поверхности
- •вычисление п.и. 1-го рода
- •ориентированные поверхности
- •формула Стокса
- •Элементы теории поля
- •Вопросы для коллоквиума
- •Основы теории рядов
- •Числовые ряды
- •основные свойства рядов
- •ряды с неотрицательными членами
- •дальнейшие свойства произвольных рядов
- •признаки Абеля и Дирихле
- •Функциональные ряды
- •равномерная сходимость рядов
- •интегрирование и дифференцирование рядов
- •признаки равномерной сходимости
- •Степенные ряды
- •Основы ТФКП
- •Комплексная переменная и функции от нее
- •комплексные числа и действия над ними
- •пределы комплексных последовательностей
- •функции к.п.
- •дифференцирование ф.к.п.
- •интегралы от ф.к.п., формула Коши
- •аналитические функции
- •степенной ряд, круг сходимости
- •единственность а.ф.
- •аналитическое продолжение
- •элементарные функции
- •Ряд Лорана
- •Вычеты
- •Конформные отображения
90 |
|
ГЛАВА 6. ОСНОВЫ ТЕОРИИ РЯДОВ |
|||||||
Теорема 6.16 |
(интегрирование). Если ряд |
|
n∞=1 un(x) сходится равномерно на |
||||||
отрезке |
[a; b] |
, функции |
u |
(x) |
непрерывны |
на [a; b] |
, тогда сходится ряд |
||
|
n |
|
P |
|
|||||
|
|
|
|
∞ |
|
b |
b |
|
|
|
|
|
|
n=1 Za |
un(x)dx = |
Za |
u(x)dx. |
||
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
Теорема 6.17 (дифференцирование). Если ряд P∞ un(x) сходится равномерно
n=1
на отрезке [a; b] , функции un(x) непрерывно дифференцируемы на [a; b] и ряд
из производных P∞n=1 u0n(x) сходится равномерно на [a; b] , то u(x) дифференцируема на [a; b] и
∞
u0(x) = X u0n(x).
n=1
6.2.3признаки равномерной сходимости
Теорема 6.18 (Вейерштрасс). Если для всех |
|
x X и всех n N имеют ме- |
|||||||
сто неравенства un(x) |
| 6 |
an и ряд |
∞ |
a |
|
сходится, тогда ряд |
∞ |
u |
(x) |
сходится равномерно.| |
|
Pn=1 |
|
n |
|
Pn=1 |
n |
|
|
[привести примеры]
Теорема 6.19 (признак Дирихле). Если частные суммы sn(x) равномерно по n
и x ограничены, а vn(x) монотонно по n и равномерно по x стремится к нулю, то ряд P∞n=1 un(x)vn(x) сходится равномерно на X .
[сравнить с теоремой 4.40]
Теорема 6.20 (признак Абеля). Если ряд P∞ un(x) сходится равномерно на
n=1
X , а vn(x) равномерно по n и x ограничены и монотонны по n , то ряд P∞n=1 un(x)vn(x) сходится равномерно на X .
[сравнить с теоремой 4.41]
Пример. сходимость ряда P∞n=1 n−1 sin(nx) , 0 < ε 6 x 6 2π − ε
6.3Степенные ряды
Степенным рядом называется функциональный ряд вида P∞n=0 an(x − x0)n . Далее рассматриваем случай только x0 = 0 .
Теорема 6.21. Для любого степенного ряда P∞ anxn существует число R та-
n=0
кое, что в интервале (−R; R) этот ряд сходится, а на множестве R \ [−R; R] расходится.
Число R называется радиусом сходимости ряда P∞ anxn .
n=0
) число R может быть найдено как предел lim |an/an+1| , если таковой
n→∞
существует
6.3. СТЕПЕННЫЕ РЯДЫ |
91 |
) число R может быть найдено как предел lim |an|−1/n , если таковой су-
n→∞
ществует
) на любом отрезке [a; b] (−R; R) ряд P∞n=0 anxn сходится равномерно
) на интервале (−R; R) функция f(x) = P∞n=0 anxn бесконечно дифференцируема, причем an = f(n)(0)/n!
) ряд P∞n=0 anxn можно почленно интегрировать на любом отрезке [a; b] (−R; R)
Если функция f(x) может быть представлена в виде степенного ряда на некотором открытом множестве, то она называется аналитической на этом множестве.
Пример. Разложения некоторых элементарных функций в ряд Тейлора: ex , sin(x) , cos(x) , ln(1 + x) .
Пример. Вычисление числа π/4 с помощью разложения в ряд функции arctg(x) в окрестности единицы.
http://rishelie.by.ru/files/Math/Work/mathan.pdf c Н. И. Казимиров
