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

Математика.-3

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
2.05 Mб
Скачать

 

7 i

 

=

 

 

(7 i)(2 4i)

=

14 4i 2

2i 28i

=

14 4 26i

=

18 26i

 

2 4i

 

 

(2 4i)(2 4i)

 

4 16i 2 8i 8i

4 16

 

20

 

=

9

 

 

13i

=

0,9 1,3i .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача

125.

Запишите

число

z 3 3i

в

тригонометрической и

показательной формах.

Решение.

Здесь

 

первая

координата x

положительна,

вторая

координата

y

отрицательна,

то есть от начала координат к данной

точке нужно

двигаться

вправо

и вниз,

т.е.

точка расположена в

четвѐртой четверти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислим

 

модуль

 

и

аргумент

данного

числа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32 ( 3)2 9 9 3 2 .

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

arctg

 

arctg

 

 

 

arctg 1

 

.

Впрочем, также

будет

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4

 

 

 

верно принять

 

7

 

, что отличается на полный оборот 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тригонометрическая форма числа z 3 3i :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(cos i sin ) = 3

 

 

 

 

2 cos

 

 

i sin

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

91

 

 

 

 

e

i

Показательная форма:

z ei = 3

2

4 .

Задача 126. Разделить

2 2i

двумя способами:

 

1 i

 

 

 

 

1)с помощью умножения на сопряжѐнное число.

2)в показательной форме.

Решение.

 

1)

 

2 2i

=

( 2 2i)(1 i)

=

 

4i

2i .

 

 

 

 

 

 

 

 

1 i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 i)(1 i)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i3 4

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2i

 

2 2 e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 e

3

 

 

 

 

 

e

2 = 2 cos

 

i sin

=

 

2)

 

=

 

 

 

 

 

 

 

=

 

4

 

4

 

= 2

 

 

 

2i

1 i

 

 

 

 

ei 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

Ответ. 2i .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача Д-33.

Умножить (6 3i)(7 4i) . Ответ. 30 45i .

 

 

Задача 127. Возвести в степень:

1 i 4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Перейдѐм к показательной форме, для этого сначала найдѐм

модуль и аргумент числа

1 i с помощью чертежа. Число в 1-й

 

 

четверти, угол 45 градусов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

i

4

 

1 i

 

 

 

i sin

=

2e 4 . По формуле Муавра,

2e 4

 

=

 

2 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ei

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 4

= 2 2 ei

4 4 = 4ei

= 4 cos i sin = 4 1 0i = 4 .

 

 

2

 

 

Чертѐж, показывающий, расположение 1 i на плоскости, это число выделено красным цветом:

92

Ответ. 4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 128. Возвести в степень в показательной форме: 1 i 6 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

6

3

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

4

 

 

 

 

Решение.

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

2e 4 , z 6

 

 

 

2

. Тогда

 

2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

6

 

 

 

9

 

 

 

9

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e 4

= 8e 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

= 8 cos

 

 

 

 

 

 

, мы можем отбросить 1 или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

более полных оборотов, при этом синус и косинус не изменятся, то

 

 

есть отнять

4

2 , либо

 

8

 

4

. Тогда угол

9

эквивалентен

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

и остаѐтся вычислить:

 

 

 

 

 

i sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 cos

 

 

 

= 8 0 1i = 8i .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ

8i .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 129. Возвести в степень

 

i 12 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Аналогично прошлой задаче, сначала переводим в

 

 

 

 

показательную форму. Угол здесь 30 градусов, то есть

, модуль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 12 2 . Итак,

 

i = 2ei 6 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

93

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

12

 

 

i

 

12

 

Тогда 3 i 12 =

2e

6

 

= 212 e

6

= 212 ei 2 = 212 cos 2 i sin 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теперь можем отнять полный оборот 2 , косинус и синус при этом

 

не меняются. тогда получим 212 cos 0 i sin 0 = 212 1 i0 =

 

21022 1024 4 = 4096 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. 4096 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 i

 

6

 

 

 

 

Задача 130. Вычислить

3

 

 

 

 

 

1 i 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Представим каждое число в показательной форме.

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

,

1

,

2

2 ,

2

1

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

94

 

 

 

 

i

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2e

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

i 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

2

 

e

 

=

 

2

 

e

 

 

 

 

 

= ei(2 3 ) = ei( ) =

 

 

 

 

 

i 12

 

 

 

12

 

i

 

12

 

 

26 ei3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2e

 

4

 

 

 

2

 

 

e

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

i sin но можно произвольно прибавить 2 , ведь от

этого не изменятся синус и косинус, поэтому

 

 

cos

 

i sin = 1 0i

= 1.

 

 

 

Ответ. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 131. Вычислить 6

 

 

 

64 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По формуле n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 k

 

2 k

Решение.

 

 

z n

 

 

 

 

i sin

 

 

 

 

cos

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n

Сначала запишем число в тригонометрической форме.

64 64(cos i sin ) . Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 k

 

 

6 64

 

 

 

 

 

 

i sin

 

 

6 64 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 cos

 

 

 

i sin

 

 

 

 

 

 

 

. Начертим окружность радиуса 2 и

 

 

 

 

 

 

6

 

 

3

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отметим там 6 точек, первой соответствует угол 300, остальные больше на 600 , 1200 и так далее.

95

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

3 i

k 0 z 2 cos

 

 

i sin

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 2i

 

 

 

 

k 1 z 2 cos

 

 

i sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 2 z 2 cos

 

 

 

 

i sin

 

 

 

 

 

 

z

3 i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 3 z 2 cos

 

 

 

 

i sin

 

 

 

 

 

z

3 i

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

9

 

 

 

 

 

 

k 4 z 2 cos

 

 

 

 

i sin

 

 

 

z 2i

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 5 z 2 cos

 

 

 

 

i sin

 

 

 

z

 

3 i .

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. 3 i и 2i .

Задача Д-34. Начертить область, удовлетворяющую условиям:

{Im(z) 1, z i 2}.

Числовые ряды. Выяснить сходимость.

 

 

.

 

Задача 132. Выяснить сходимость ряда cos

 

 

n 1

n

 

 

 

 

 

 

Решение. Заметим, что lim

0 , тогда lim cos

 

cos0 1. Таким

n n

n

 

n

 

образом, lim an 1, то есть слагаемые не уменьшаются и не стремятся

n

к нулю, тогда по необходимому признаку ряд расходится. Не выполнено необходимое условие сходимости (слагаемые должны уменьшаться к 0 при росте n).

Ответ. Расходится.

96

Выяснить сходимость по признаку Даламбера:

3n

Задача 133. Выяснить, сходимость ряда .

n 1 n!

Решение. Запишем предел отношения последующего (n+1) члена ряда к предыдущему (n). Модули здесь не особо нужны, так как все члены ряда и так положительны, т.е. если сходимость есть, то она заодно и абсолютная.

 

| a

n 1

|

 

 

a

n 1

 

 

 

3n 1

 

3n

 

 

 

3n 1 n!

 

 

3

 

 

lim

 

 

lim

 

 

 

= lim

 

 

:

 

 

=

lim

 

 

 

 

=

lim

 

 

=0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

n | an |

 

n an

 

 

 

(n 1)!

 

 

 

 

n 3

(n 1)!

 

n n 1

 

 

 

 

n

 

n!

 

 

 

 

Итак, q 0 1, ряд сходится (абсолютно).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. Сходится абсолютно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 1)

n

(n 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 134.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Запишем предел отношения модуля (n+1) члена ряда к модулю n-го. При этом мы отбрасываем знакочередование.

 

 

 

| a

n 1

|

 

 

 

 

 

(n 2)

 

(n 1)

 

 

 

 

(n 2)

2n n!

 

 

lim

 

 

 

 

=

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

=

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

n

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

n | an |

 

 

 

 

 

2

(n 1)!

 

2

n!

 

 

 

 

 

2

(n 1)!

(n 1)

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

lim

 

n 2

lim

1

 

 

 

= 1 0 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n n 1 n 2(n 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак, q 0 1, ряд сходится (абсолютно).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. Сходится абсолютно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2n 3)

 

 

 

 

 

 

 

Задача 135. Выяснить сходимость ряда:

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72n 1 (5n 2

4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

Решение. По признаку Даламбера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

an

 

 

(2n 3)

 

, an 1

 

 

(2(n 1) 3)

 

 

 

=

 

 

(2n 5)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n 1 (5n2

 

 

 

2(n 1) 1 (5(n

1)2

4)

 

2n 1 (5n

 

 

 

7

4)

 

 

 

 

7

 

7

10n 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда lim

a

n 1

 

= lim

 

 

 

(2n 5)

 

 

72n 1 (5n2 4)

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

an

 

 

2n 1 (5n 10n 1)

 

 

(2n 3)

 

 

n

 

n 7

 

 

 

 

lim

2n 5

lim

 

5n2 4

 

 

lim

72n 1

= 1 1

1

=

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72

 

 

n 2n 3 n

5n 10n

1 n 72n 1

 

 

 

 

49

 

 

q 491 1 ряд сходится (абсолютно).

Ответ. Сходится абсолютно.

Задача 136. Выяснить сходимость ряда

Решение. По признаку Даламбера.

an

n n

 

, a

 

 

(n 1)n 1

 

Тогда lim

2n n!

n 1

2n 1 (n 1)!

 

 

 

n

nn

2n n!

n 1

an 1 = an

.

 

 

 

 

 

lim

(n 1)n 1

 

2n n!

=

 

 

nn

 

n 2n 1 (n 1)!

 

lim

2n

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

n 2n 1 (n

1)!

1

 

 

 

 

1

n

 

lim

1

 

=

 

 

2 n

 

 

 

n

 

(n 1)n 1

 

1

 

1

 

(n 1)(n 1)n

 

1

n 1

n

 

 

nn

=

 

lim

 

 

 

=

 

lim

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 n n 1

nn

 

2 n

n

 

 

 

e

1, ряд расходится.

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. Расходится.

 

n

 

n 2

 

 

 

Задача 137. Выяснить сходимость ряда

 

 

.

 

n 1

n 1

 

 

Решение. Здесь можно действовать по радикальному признаку Коши.

 

 

n

n2

lim

n

 

 

 

 

 

n

n 1

 

 

n

 

n2

/ n

 

 

n

 

n

 

 

n

 

n 1

 

 

 

 

 

= lim

 

 

= lim

 

 

 

 

 

=

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n n 1

 

 

 

 

n n 1

 

 

n

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

используя 2-й замечательный предел, получаем

1

1.

n 1

n

e

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

 

 

 

 

q 1e 1, ряд сходится (абсолютно).

Ответ. Сходится абсолютно.

98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n n

 

2n 1

 

 

 

 

Задача 138. Выяснить сходимость ряда ( 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

3n 1

 

 

 

 

 

 

Решение. По радикальному признаку Коши:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n 1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

n 2n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n 2

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

lim n

an

= lim

n

 

 

= lim

 

 

= lim

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

n

 

n

 

 

3n 1

n

3n 1

 

n

3n

1

 

Здесь даже не надо использовать 2-й замеч. предел, так как нет неопределѐнности: и числитель, и знаменатель стремятся каждый к конечному числу.

 

1

 

 

 

 

 

 

 

n 2

 

 

1

2

1

 

n

 

lim

 

 

=

 

 

=

 

< 1, абсолютно сходится.

 

 

 

n

3n 1

 

3

 

9

 

Так как мы изначально рассматривали модуль, то сходимость абсолютная.

Ответ. Сходится абсолютно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Задача 139.

Выяснить, сходится или расходится ряд

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 2 n ln n

 

 

 

Решение. По интегральному признаку Коши, можем рассмотреть

несобственный интеграл, эквивалентный данному ряду по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

1

 

 

 

1

d ln x = ln(ln x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

=

 

сходимости.

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

dx

 

 

2 = .

 

 

 

 

2

x ln x

 

2

 

ln x x

 

 

2

ln x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интеграл расходится, значит, и ряд расходится.

 

 

 

 

 

 

Ответ. Расходится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Задача 140. Выяснить, сходится или расходится ряд

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 3 n

 

ln n

Решение. Заметим, что

 

 

1

 

 

1

для любого n 3 . Тогда ряд (по

 

n3 ln n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

признаку сравнения) можно ограничить сверху другим рядом,

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<

 

, который, в свою очередь, сходится, так сходится

 

3

3

n 3 n

ln n

 

n 3 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

99

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

эквивалентный ему несобственный интеграл 3 x3 dx (заменяем по

интегральному признаку Коши). Итак, ответ: ряд сходится (добавим, что сходится абсолютно, так как все слагаемые и так положительны). Ответ. Сходится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 141. Выяснить, сходимость ряда

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 3

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. По признаку сравнения в непредельной форме,

ln n

 

1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

 

таким образом, этот ряд получается больше, чем некоторый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расходящийся

ln n

>

1

. Гармонический ряд

1

расходится,

 

 

 

 

 

 

 

n 3 n

 

n 3 n

 

 

 

 

 

 

 

n 3 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln n

 

 

 

 

 

это было доказано в лекциях ранее. Поэтому ответ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 3 n

 

 

расходится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Замечание. Здесь есть и 2-й способ - по интегральному признаку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln x

 

 

 

 

Коши. Ряд

ln n

эквивалентен интегралу

dx =

ln xd (ln x)

=

n

 

x

 

 

 

 

 

n 3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

1

ln x 2

 

 

= .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ. Расходится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 142. Найти сумму ряда.

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

6n

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

Чтобы разбить на группы слагаемых, часть из которых

 

будет взаимно сокращаться, сначала разложим знаменатель на

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

множители:

 

 

 

затем надо разбить на

 

 

n2 6n 8

(n 2)(n 4)

 

 

100