Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1802.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.85 Mб
Скачать

3.f (x) = π2

4.f (x) = π

4

cos 2x

+

cos 4x

+ ...

 

 

1

3

3

5

π

 

 

 

 

+ 2 (1)n+1 sin nx . 5. f

n=1 n

 

 

 

cos 2kx

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

+ ... .

 

(2k

1) (2k +1)

 

 

 

 

 

(x)

=

1

4

cos (2n

1)πx

.

 

 

(2n 1)2

2

π 2

 

 

 

 

n=1

 

6.

f (x)

=

3

6

1

 

 

cos

(2n 1) πx

3

(1)n

sin

nπx

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

π 2

 

 

1)2

 

3

 

 

n

3

 

 

 

 

 

 

n=1(2n

 

 

 

π n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

sin nπx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

f (x)

=

(1)n

 

5

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для просмотра

https://www.youtube.com/watch?v=iMXoiV84NdQ&feature=youtu.be

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

видеофрагмента обратитесь к ссылке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы и упражнения для самопроверки

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

Дать определение и привести примеры числовых рядов.

 

 

 

2.

Дать определение числового ряда с положительными членами.

3.

Дать определение признака ДаламбераДсходимости рядов с поло-

жительными членами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Дать определение признака Коши сходимости рядов с положитель-

ными членами.

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нтегральногоб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Дать определен е

признака сходимости рядов с по-

ложительными членами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Как определяетсяизнакочередующийся ряд? Дать определение ус-

ловной и абсолютной сходимости. Сформулировать признак Лейбни-

ца.

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как определяются функциональный ряд, интервал его сходимости?

8.

Дайте определение равномерной сходимости функционального ря-

да. Сформулируйте теорему о непрерывности суммы ряда и теорему Вейрштрасса.

9. Что называется степенным рядом, интервалом и радиусом его сходимости?

10. Сформулируйте свойства степенных рядов.

11. Дайте определения ряда Тейлора, многочлена Тейлора.

12. Сформулируйте теорему о сходимости ряда Тейлора к порождающей его функции.

13. Определите ряды Тейлора некоторых элементарных функций.

52

14.Что называется ортогональной системой функций?

15.Что называется тригонометрическим рядом, коэффициентами Фурье? Разложите функцию в тригонометрический ряд Фурье на интер-

вале[π;π ].

16. Разложите функцию в тригонометрический ряд Фурье на произвольном интервале [; ].

17. Разложение функции в тригонометрический ряд Фурье четных и нечетных функций.

Контрольная работа по разделу «Элементы теории рядов»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Найти сумму ряда. Выяснить вопрос о сходимости, используя

определения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5n + 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Исследовать сходимость знакоположительныхИрядов:

 

 

 

 

4n

+1

 

 

 

 

3n +1 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a)

 

 

 

 

;

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=15n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

n

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

(n

+1)!

;

 

г)

ln n

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1 5n

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Исследовать

сход мость

знакопеременных

 

рядов.

Если ряд

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сходится, то определ ть, сход тся он абсолютно или условно.

 

 

sin n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

n

 

3n +1

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

2n

 

;

 

 

 

б)

 

2n

+1

;

 

 

 

в) ∑ −

 

 

 

4n + 2

.

 

n=1

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

2

 

 

 

 

 

4. Исследовать сходимость степенного ряда. Найти его область

сходимости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 2)n

;

б)

3n

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

3n n

 

 

 

 

4n

+ 2

 

(2x)

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2x +1)n

;

г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

4n

 

 

n!(x 1)n .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Вычислить cos1 с помощью разложения подынтегральной функции в степенной ряд. Обеспечить абсолютную погрешность h < 0,001.

53

6. Найти первые три члена разложения в степенной ряд решения дифференциального уравнения с заданными условиями.

y

′′

(1+ x

2

)y = 0 ; y(0) = −2;

 

 

 

y (0) = 2.

7. Разложить

 

функцию f (x) = x +1 в

ряд Фурье в интервале

(2; 2).

Вариант 2

1. Найти сумму ряда. Выяснить вопрос о сходимости, используя определения

2

.

 

 

 

3n + 6

n=1n2

 

2. Исследовать сходимость знакоположительных рядов:

 

4n2 +

1

 

 

 

 

 

 

3n +

1 n

 

 

 

 

 

И

a)

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

б)

 

 

 

 

n

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=15n2 +

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n +1)!

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

;

 

 

 

e n

 

 

 

 

 

 

 

 

5

n

 

 

 

 

 

г)

 

 

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Исследовать сходимость знакопеременных рядов. Если ряд

сходится, то определить, сходится онДабсолютно или условно.

 

cos n

 

 

 

 

 

 

(-4)n

 

 

 

 

 

 

 

1 n

n +1 n

а)

 

 

n

 

;

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

;

в)

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1 3

 

 

 

 

 

 

 

 

n=13n +1

 

 

 

 

n=1

 

3

2n + 3

 

4. Исследовать сход

 

 

мость степенного ряда. Найти его область

сходимости.

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 3)

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

иn +1

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

(8x)

;

 

 

 

2n (n +1)

 

4n

 

 

 

 

 

n=1

 

 

n=1

 

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

n

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

(4x +

1)

 

 

 

 

 

 

 

(x

2)

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

С3

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

;

г)

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Вычислить определенный интеграл с помощью разложения по-

дынтегральной функции в степенной ряд. Обеспечить абсолютную погрешностьh < 0,001.

0,1

sin2 xdx.

0

6. Найти первые три числа разложения в степенной ряд решения дифференциального уравнения с заданными условиями.

54

y′ = cos x + y2 , y(0) = 1.

7. Разложить функцию y = x 1, заданную на полуинтервале (0;1), в ряд Фурье по синусам.

Вариант 3

1. Найти сумму ряда. Выяснить вопрос о сходимости, используя определения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1n2 4n + 3

 

 

 

 

 

 

2. Исследовать сходимость знакоположительных рядов:

 

2n3 +1

 

 

 

 

 

5n +1 n

 

 

 

 

И

 

a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

б)

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1 n3 + 2n

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln2 (n +

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

в)

 

 

 

+1)!

;

 

 

 

 

г)

 

 

 

n +1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1(n

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

Исследовать

сходимость знакопеременных рядов. Если ряд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

сходится, то определить, сходится он абсолютно или условно.

 

sin n

 

 

 

 

 

 

 

(

4)n

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n +1

 

n

а)

 

 

n2

 

;

 

 

 

 

 

б)

 

+ 2

;

 

в)

(3)

4n +1

.

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

n=13n

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Исследовать сходимость степенного ряда. Найти его область

сходимости.

 

С

б

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2x

1)

n

 

 

 

n

 

 

 

 

а)

 

 

;

 

 

б)

 

n +1

 

x

;

 

 

 

 

 

n

(n +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1 2

 

 

 

 

n=1 4n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

;

 

 

г)

∑ (n +1)!(2x +1)n .

 

 

 

(4x +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Вычислить определенный интеграл с помощью разложения по-

дынтегральной функции в степенной ряд. Обеспечить абсолютную погрешностьh < 0,001.

0,5

x ln(x2 +1)dx .

0

6. Найти первые три числа разложения в степенной ряд решения дифференциального уравнения с заданными условиями.

y′ = e y + xy, y(0) = 0.

55

7. Разложить функцию y = x +1, заданную на полуинтервале (0;π ), в ряд Фурье по косинусам.

Вариант 4

1. Найти сумму ряда. Выяснить вопрос о сходимости, используя определения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5n + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Исследовать сходимость знакоположительных рядов:

 

 

 

 

3n +1

 

 

 

3n2 +1

n

 

 

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a)

 

 

 

;

 

 

 

 

2

 

 

 

;

 

в)

 

n

 

 

;

 

г)

2

 

.

 

 

 

 

 

б)

n

+ 2

 

 

 

 

+1

 

+1

 

n=12n + 2

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

n=12

 

 

 

 

n=1n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Исследовать сходимость знакопеременных рядов. Если ряд

сходится, то определить, сходится он абсолютно или условно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos n

 

 

 

 

 

(4)n

 

 

 

 

 

 

 

1 n n

+1 n

 

 

 

а)

 

n

 

;

 

 

б)

 

 

 

 

 

;

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

n=1 3

 

 

 

 

 

n=13n +1

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

3 2n + 3

 

 

 

 

4. Исследовать сходимость степенного ряда. Найти его область

сходимости.

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2x 1)n

;

 

3n2

 

+

1 n

xn ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

3

n

 

 

n=1

n + 2А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x +1)n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5n (x 2)n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

;

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

2n +1

 

 

n=1

 

(n +

1)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Вычислить определенный интеграл с помощью разложения подынтегральной функции в степенной ряд. Обеспечить абсолютную погрешностьh < 0,001.

1

sin x2dx .

0

6. Найти первые три числа разложения в степенной ряд решения дифференциального уравнения с заданными условиями.

y′ = y2 + y , y(0) = 3.

7. Разложить функцию y = π 2x , заданную на полуинтервале (0;π ), в ряд Фурье по синусам.

56

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]