Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 995

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
706.22 Кб
Скачать

Задача 6.

Найти область сходимости ряда.

 

 

(n 2)

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.1.

 

 

 

 

(x 3)2n.

 

 

 

2n 3

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2.

 

 

1

 

 

 

(x 3)n.

 

 

 

 

 

n 15

n

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

6.3.

 

(x 1)

.

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

n 1

n9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 n n 1

 

n

 

6.4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 7)

 

.

 

2

2

n 1

 

 

n 1

n 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.5.

 

1

 

(x 2)2n.

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 5)

2n 1

 

 

 

6.6.

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

3n 8

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

6.7.

 

 

1 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

n 1

 

(x 6)

 

.

 

n 3 ln n 3

 

 

(x 6)n

6.8.n 1 n 2 3n .

(x 5)2n 1

6.9.n 1 2n 1 4n .

(x 7)2n 1

6.10.n 1 2n2 5n 4n .

(x 2)n

6.11.n 1 3n 1 2n .

 

3n

 

6.12.

(x 2)3n.

3

n 1

5n 8

 

(x 5)

n

 

 

6.13.

 

.

 

 

n

 

n 1

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

6.14.

 

 

 

 

 

(x 2)n.

 

 

n

2

 

 

n 1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

6.15.

 

 

 

1

 

 

 

(x 6)n.

 

 

3n 13

n

n 1

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

6.16.

 

 

 

(x 4)2n.

 

 

 

 

 

 

 

3

n 1

3n 1

 

 

(x 6)n

6.17.n 1 n 3 2n .

 

n

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.18.

 

 

(x 5)2n 1.

 

 

n 1

n 1!

 

 

 

 

 

 

 

3n 2

 

 

 

 

 

6.19.

 

 

 

(x 3)n.

 

2 n

n 1

n 1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

(x

5)

n

6.20.

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

n 4 ln n 4

 

 

n

 

 

 

 

 

 

6.21.

1

 

 

 

 

 

(x 4)n.

4n 13

n

n 1

 

 

 

 

 

 

 

n

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.22.

 

 

(x 1)2n 1.

 

 

 

n 1

n 2!

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

6.23.

 

1

 

 

 

 

(x 3)n.

 

3n 1 2

n

n 1

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.24.

 

 

(x 1)3n.

 

 

 

3

n 1

3n 1

 

 

 

 

 

 

 

n

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.25.

 

 

(x 4)2n 1.

 

 

 

n 1

n 3!

 

 

 

 

 

 

80

Задача 7.

Разложить функцию в ряд Тейлора по степеням x.

9 7.1. 20 x x2 .

7.3. ln 1 x 6x2 .

7.5. sh2x 2. x

7.7.

 

x

 

.

 

 

 

3

27 2x

 

 

7.9. x 1 sin5x

7.2.

 

 

x2

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 5x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.4.

2xcos

2

x

 

x.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

7.6.

7

 

 

 

 

 

 

.

 

 

12 x x2

 

7.8. ln 1 x 6x2 .

ch3x 1 7.10. .

x2

7.11.

 

6

 

 

 

 

 

 

.

7.12.

 

 

 

1

 

 

.

 

 

8 2x x2

 

 

 

 

 

 

 

4 16 3x

 

 

 

 

 

 

 

 

7.13. ln 1 x 12x2 .

7.14. 3 e x 2 .

 

7.15.

arcsin x

 

1.

7.16.

 

 

 

7

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

12 x x2

 

7.17. x2

 

 

 

 

.

7.18. ln 1 2x 8x2 .

 

4 3x

7.19. 2xsin

2

x

 

 

x .

7.20. x 1 shx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.21.

 

5

 

 

 

 

 

.

 

7.22. x3

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

27 2x

6 x x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin3x

 

 

 

 

 

7.23. ln 1 x 12x2

7.24.

cos3x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

7.25. arctgx. x

81

Задача 8.

Вычислить интеграл с точностью до 0,001.

0,1

8.1. e 6x2 dx.

0

8.3. 1 ln 1 x5 dx.

x

0

0,2

8.5. e 3x2 dx.

0

0,5

8.7. cos 4x2 dx.

0

8.9. 0,21 e x dx.

0 x

2dx

8.11.0 364 x3 .

8.13. 0,11 e 2x dx.

0 x

0,4

5x

2

 

8.15. sin

 

 

 

dx.

 

0

 

2

 

 

1,5

 

d

 

 

 

 

8.17.

 

 

 

 

x.

4

 

 

 

 

 

 

81 x

4

 

 

0

 

 

 

 

 

8.19. 0,1ln 1 2x dx.

x

0

0,4

8.21. e 3x24dx.

0

0,1

8.2. sin 100x2 dx.

0

1,5 dx

8.4. 0 327 x3 .

0,2

8.6. sin 25x2 dx.

0

1dx

8.8.0 416 x4 .

8.10. 0,4 ln 1 x2 dx.

x

0

1

8.12. cosx2dx.

0

0,3

8.14. e 2x2 dx.

0

0,2

8.16. cos 25x2 dx.

0

8.18. 0,41 e x2 dx.

0 x

2,5 dx

8.20. 0 3125 x3 .

0,5

8.22. sin 4x2 dx.

0

82

0,4

 

 

5x 2

2

 

dx

 

 

 

8.23. cos

 

 

 

 

 

dx.

8.24.

 

 

 

 

.

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

256 x

4

0

 

 

 

2

 

0

 

 

 

 

0,5

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.25.

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

4

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

83

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Авторы надеются, что после знакомства с основами теории рядов, изложенными в данном пособии, студенты смогут применять ряды для решения математических задач как при изучении специальных дисциплин на старших курсах, так и в своей дальнейшей профессиональной деятельности.

Данное учебное пособие существенно восполнит имеющиеся пробелы в учебной литературе по данному разделу высшей математики. Оно будет полезно студентам направления 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств», профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств», направления 12.03.01 «Приборостроение», профиль «Приборостроение», направления 11.03.01 «Радиотехника», профиль «Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов» и специальности 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы», специализация «Радиоэлектронные системы передачи информации» при изучении лекционного материала и решении задач.

84

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Араманович, И.Г. Краткий курс математического анализа для вузов / А.Ф. Берман, И.Г. Араманович. – М.: Наука, 1989. 736 с.

2.Данко, П.Е. Высшая математика в упражнениях и задачах. Ч. 2 / П.Е. Данко, А.Г. Попов, Т.Я. Кожевникова. М.:

Высш. шк., 1980. 365 с.

3.Задачи и упражнения по математическому анализу для

втузов / Под ред. Б.П. Демидовича. – М.: Высш. шк., 1972.

472с.

4.Мантуров, О.В. Курс высшей математики / О.В. Ман-

туров. – М.: Высш. шк., 1991. 448 с.

5.Пискунов, Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления: Учеб. для втузов. В 2-х т. Т. 2. / Н.С. Пискунов. – М.: Интеграл-Пресс, 2001. – 544 с.

6.Письменный, Д.Т. Конспект лекций по высшей математике: полный курс / Д.Т. Письменный. – М.: Айрис-пресс, 2006. – 608 с.

7.Рябушко, А.П. Сборник индивидуальных заданий по высшей математике. Учеб. Пособие. В 3 ч. Ч. 3. / А.П. Рябушко, В.В. Бархатов, В.В. Державец, И.Е. Юруть; Под общ. ред.

А.П. Рябушко. – Мн.: Выш. шк., 1991. – 288 с.

85

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………..3

1.Числовые ряды…………………………………………………4

1.1.Основные понятия………………………………………...4

1.2.Свойства числовых рядов………………………………...5

1.3.Признаки сходимости числовых рядов………………….7

1.3.1.Необходимый признак……………………………..7

1.3.2.Интегральный признак Коши……………………...9

1.3.3.Признак сравнения…………………………………9

1.3.4.Признак Даламбера……………………………….11

1.3.5.Радикальный признак Коши……………………...12

1.4.Знакопеременные числовые ряды………………………12

1.5.Абсолютно и условно сходящиеся ряды……………….16

Задачи для самостоятельного решения……………………..18

2.Степенные ряды………………………………………………20

2.1.Функциональные ряды…………………………………..20

2.2.Степенные ряды, разложенные по степеням x………...22

2.3.Степенные ряды, разложенные по степеням (x-a)…….26

2.4.Свойства степенных рядов……………………………...28

2.5.Разложение функций в степенные ряды……………….28

2.6.Применения степенных рядов…………………………..30

2.6.1.Вычисление значений функций………………….30

2.6.2.Вычисление пределов…………………………….32

2.6.3.Интегрирование функций………………………...32

2.6.4.Вычисление определенных интегралов…………32

2.6.5.Решение дифференциальных уравнений………..33 Задачи для самостоятельного решения……………………..36

3.Ряды Фурье……………………………………………………39

3.1.Тригонометрический ряд Фурье………………………...39

3.2.Разложение в ряд Фурье 2π-периодических функций…42

3.3.Разложение в ряд Фурье четных и нечетных функций...45

3.4.Разложение в ряд Фурье функций произвольного периода…………………………………………………...46

3.5.Разложение непериодической функции в ряд Фурье…..49

86

3.6.Ряд Фурье в комплексной форме………………………..51

3.7.Интеграл Фурье…………………………………………..54

3.8.Косинус- и синус-преобразования Фурье………………56

3.9.Интеграл Фурье в комплексной форме…………………59

3.10.Ряд Фурье по ортогоналной системе функций………..60 Задачи для самостоятельного решения……………………...62

4.Задания для типового расчета по теме «Функциональные

ряды»…………………………………………………………......64 Заключение………………………………………………………84

Библиографический список………………………………….....85

87

Учебное издание

Ускова Наталья Борисовна Бондарев Алексей Владимирович Ряжских Александр Викторович Пашуева Ирина Михайловна

РЯДЫ

В авторской редакции

Подписано в печать 08.11.2017.

Формат 60х84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 5,4. Уч.-изд. л. 3,1. Тираж 350 экз.

Зак. № 151

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

394026 Воронеж, Московский просп., 14

Участок оперативной полиграфии издательства ВГТУ 394026 Воронеж, Московский просп., 14