- •Раздел 2. Применение определенного интеграла в геометрических и физических задачах.
- •§. Вычисление площадей плоских фигур.
- •§. Вычисление длин дуг плоских кривых.
- •1). .
- •§. Криволинейные интегралы I-го рода.
- •Вычисление объёмов.
- •§. Вычисление моментов и координат центра масс.
- •§. Теоремы Гульдина.
- •Раздел 3. Несобственные интегралы. §. ОпределениЯ
- •§. Основные свойства несобственного интеграла.
- •§. Критерий Коши сходимости несобственного интеграла.
- •§. Абсолютная сходимость.
- •§. ПризнакИ сравнения сходимости интегралов от знакопостоянных функций. Мажорантный признак.
- •§. Условная сходимость.
- •§. ПризнакИ Абеля и Дирихле (для функций вида ).
- •§. Поведение функции, стоящей под знаком сходящегося интеграла, на бесконечности.
- •§. Интегралы Фрулани.
- •§. Главное значение интеграла по Коши.
- •Раздел 4. Численное интегрирование §. Формулы прямоугольников, трапеций и парабол (Симпсона)
- •§. Остаточный член формулы прямоугольников.
- •§. Остаточные члены формул трапеций и парабол.
- •§. Пример применения.
- •Раздел 5. Ряды. §. Определения.
- •§. Критерий Коши сходимости ряда.
- •§. Абсолютная сходимость.
- •§. Признаки сходимости знакопостоянных рядов.
- •§. Интегральный признак Коши – Маклорена.
- •§. Признак Коши сходимости знакопостоянных рядов.
- •§. Признак дАламбера и его предельная форма.
- •§. Примеры
- •§. Признак РаАбе.
- •§. Признак Куммера.
- •§. Признаки сходимости знакопеременных рядов. А). Признак Лейбница для знакопеременных рядов.
- •Б). Признаки Абеля и Дирихле.
- •§. Несколько замечаний о перестановочности членов сходящихся – расходящихся рядов.
- •§. Функциональные ряды.
§. Признак Коши сходимости знакопостоянных рядов.
Не ограничивая общности, можно считать знакопостоянный ряд знакоположительным. Рассмотрим ряд .Последовательность для ряда называется последовательностью Коши.
Признак Коши: Для ряда если , то ряд сходится, а если , то ряд расходится. При q = 1 признак Коши на вопрос о сходимости не отвечает.
Предельная форма признака Коши: Если , то при ряд сходится, при ряд расходится, при ответа на вопрос о сходимости нет.
Δ. Пусть , тогда с некоторого номера , ряд – сходится (бесконечно убывающая геометрическая прогрессия), следовательно также сходится. Если же , тогда при достаточно больших n
и общий член ряда не стремится к нулю. Ряд расходится. ▲
§. Признак дАламбера и его предельная форма.
Последовательность для ряда называется последовательностью Даламбера.
Признак Даламбера: Если для ряда существует , то при ряд сходится, при ряд расходится, а при вопрос о сходимости ряда остается открытым.
Предельная форма признака Даламбера: Если для ряда существует , то при ряд сходится, при ряд расходится, а при вопрос о сходимости ряда с помощью признака Даламбера не может быть решен..
Δ . Последнее неравенство говорит о том, что исходный ряд мажорируется бесконечно убывающей геометрическойц прогрессией и, следовательно, сходится. Если , и ряд расходится т. к. нестремится к нулю. ▲
§. Примеры
а). . ПризнакДаламбера. Ряд расходится.
б). Признак Даламбера. Ряд сходится.
в). Признак Коши.
=
. Ряд сходится.
г). . Признак Коши. Ряд сходится.
д). Признак Даламбера.
е). . И признак Коши, и признак Даламбера ответа на вопрос о сходимости ряда ответа не дают. Нужны более сильные признаки. Расходимость этого (гармонического) ряда ранее была показана с помощью критерия Коши.
§. Признак РаАбе.
Последовательность для ряда называется последовательностью Раабе.
Признак Раабе: Если при достаточно больших n выполняется неравенство , то ряд сходится, а в случае ряд расходится.
Предельная форма признака Раабе: Если существует (конечный или нет), то при ряд сходится, а при расходится.
Δ Пусть .
Выберем S, такое, что 1< S < r. Тогда т.к. , то
и, следовательно, . Тогда : из признака Даламбера для сходящегося ряда (при S >1), следует, что . Значит и, по признаку Даламбера, ряд – сходится.
Если и, так как ряд расходится, то и ряд расходится. ▲
Для примера рассмотрим ряд: .
Для него: – ряд сходится.
§. Признак Куммера.
Признак Куммера – весьма общий признак. Это скорее не признак, а схема для получения различных, конкретных признаков. Пусть – произвольная последовательность положительных чисел таких, что - расходится. Последовательностью Куммера для ряда назовем последовательность .
Признак Куммера:
Если , то ряд сходится, а если , то ряд - расходится.
Предельная форма признака Куммера: Если , то приряд сходится, а при ряд расходится.
Δ. Пусть .
Значит последовательность монотонно убывает и ограничена т. е. имеет предел. Тогда ряд сходится, т. к. его частная сумма: имеет предел.
Но из неравенства следует, что ряд сходится. ▲
Теперь: а). Положим . Тогда: Для сходимости ряда необходимо, чтобы . Получен признак Даламбера.
б). Положим . Тогда Для сходимости ряда необходимо, чтобы . Получен признак Раабе.
в). Положим . Тогда: = = . Здесь – последовательность Бертрана, и мы получаем
Признак Бертрана : Если (конечный или нет) и , то при b >1 ряд сходится, а при b <1 ряд расходится.
Из признаков Даламбера, Раабе, Бертрана следует признак Гаусса:
Если для ряда верно, что , где λ, μ – постоянные, а – ограниченная величина, то тогда: ряд сходится если λ > 1 или λ = 1, μ > 1,
ряд расходится если λ < 1 или λ=1 μ1.