- •План
- •Сумма ряда или ряд, — математическое выражение, позволяющее записать бесконечное количество слагаемых и
- •Пусть дана бесконечная последовательность чисел:
- •Если последовательность частичных сумм имеет
- •Необходимый признак сходимости ряда
- •Достаточные признаки сходимости рядов с положительными членами.
- •2) Признак Даламбера.
- •Примеры
- •Частичная сумма ряда
- •Учитывая, что знаки членов ряда чередуются, получим
- •5. Исследовать по признаку Даламбера сходимость ряда:
- •Знакопеременные ряды
- •● Если же ряд (1) сходится, а ряд (2) расходится, то ряд (1)условноназываетсясходящимся.
- •Знакочередующиеся ряды
- •Признак
- •Члены данного ряда убывают по абсолютной величине, знаки чередуются и предел
- •Итак: 1) Сходятся условно ряды с общим членом
- •Признак Лейбница не работает.
План
1.Числовые ряды. Определение.
2.Необходимый признак сходимости.
3.Достаточные признаки сходимости рядов с положительными членами.
4.Знакопеременные ряды. 5.Знакочередующиеся ряды. 6.Признак Лейбница.
Сумма ряда или ряд, — математическое выражение, позволяющее записать бесконечное количество слагаемых и подразумевающее значение их суммы, которое можно получить в предельном смысле. Если значение суммы (в
предельном смысле) существует, то говорят, что ряд сходится. В противном случае говорят, что он расходится
Пусть дана бесконечная последовательность чисел:
а1 , а2 , а3 ,... ап ,... (1)
Выражение: ап а1 а2 а3 ... ап ... (2)
п 1
называется числовым рядом, а числа - членами ряда.
Суммы S1 a1;S2 a1 a2;S3 a1 а2 а3,...;Sп a1 a2 ап ,..
называются частичными суммами ряда. (2)
Если последовательность частичных сумм имеет |
|
конечный предел S lim Sn |
(3) |
n |
|
то этот предел называется суммой ряда. В этом случае ряд называется сходящимся.Если же
предел (3) не существует или равен ∞ то ряд расходится и суммы не имеет.
Необходимый признак сходимости ряда
● Если ряд сходится, то его общий член |
ап стремится |
к нулю при неограниченном возрастании номера n : |
|
lim an 0 |
(4) |
n |
|
При нарушения условия (4) ряд заведомо расходится.
Заметим, что из сходимости ряда (2) следует сходимость его остатка rn an 1 an 2 ... и, наоборот, из
сходимости остатка ряда следует сходимость исходного ряда. Иначе говоря , если отбросить конечное число начальных членов ряда, то это не отразится на сходимости (расходимости) ряда.
Достаточные признаки сходимости рядов с положительными членами.
1) Признак сравнения рядов |
|
||
a1 |
a2 |
... an ... |
|
b1 |
b2 |
... bn ... |
(5) |
|
|
|
● Если, начиная с некоторого номера n ϵ N, выполняется неравенство an bn , то из сходимости ряда (6) следует сходимость ряда (5) и из расходимости ряда (5) следует
(6)
расходимость ряда (6).
2) Признак Даламбера.
● Если существует предел lim an 1 l то при ℓ<1
n an
ряд (5) сходится , а при ℓ>1 расходится. При ℓ=1 вопрос
осходимости ряда остается переменным.
3)Признак Коши
● Если существует предел |
lim n |
an |
l an 0 то |
|
n |
|
|
при ℓ <1 ряд (5) сходится, а при |
ℓ>1 расходится. |
Если ℓ=1, то вопрос о сходимости ряда остается нерешенным.
Примеры
1. Написать пять первых членов ряда по данному |
общему |
||||||||||||||||||||||||||
|
члену an |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
n(n 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
.... |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
1 2 |
|
2 3 |
3 4 |
4 5 |
5 6 |
||||||||||||||||||||
n 1 n(n 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
2. Найти для ряда (*) частичную сумму первых n членов( )Sn |
|||||||||||||||||||||||||||
Общий член ряда an |
|
|
|
1 |
|
|
запишем иначе: |
(*) |
|||||||||||||||||||
n(n 1) |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
n(n 1) |
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частичная сумма ряда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|||||
Sn 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||
2 |
3 |
3 |
4 |
n 1 |
n 1 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S lim S |
n |
lim 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
n |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Отсюда следует, что ряд (*) сходится и его сумма S=1 |
||||||||||||||||||||||||||||
3. Написать формулу общего члена для ряда: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
4 |
|
|
6 |
|
|
|
8 |
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
5 |
8 |
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Числители членов – четные числа вида 2n,
а знаменатели – нечетные числа, получаются по формуле 3n+2. (n=1,2,3,…)
Учитывая, что знаки членов ряда чередуются, получим
|
|
|
|
|
|
an 1 n 1 |
|
2n |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3n 2 |
|
|||||||||||
4. Гармонический ряд |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
1 1 |
1 |
... |
1 |
... - расходиться! |
||||||||||||||
1 |
|||||||||||||||||||
n 1 n |
2 |
3 |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
||||||
если an |
|
1 |
|
|
,то расходится! |
|
|||||||||||||
С n |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2n 1 3 |
5 7 |
|
|
|
|
2n 1 |
|
||||||||||||
n 1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
... |
|
|
... |
||||||||
5n 3 |
7 |
12 |
5n 3 |
||||||||||||||||
lim |
2n 1 |
2 |
0 |
=> ряд расходится |
|||||||||||||||
5n 3 |
|
||||||||||||||||||
n |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|