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dxdy , |
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где |
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D : |
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dxdy , |
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где |
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D : |
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dxdy , |
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D : |
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x2 |
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y 2 dxdy , |
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где |
D : y x, |
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D |
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2 |
2 y. |
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D : x 2 y 2 π 2 . |
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, |
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D: x 2 |
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y 2 |
4, |
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x y x. |
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y 2 dxdy |
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y 2 |
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где D: |
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где |
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D : x2 y 2 |
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D: x 0, |
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x 2 y 2 3x, |
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12.128. |
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x |
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y |
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dxdy , |
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где |
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D: |
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x |
2 |
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9. |
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где D : x2 y 2 2x 0 . |
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y 2 |
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2 dxdy , |
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D |
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12.130. x2 |
y 2 dxdy , |
гдеD: x 2 |
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y 2 2x, |
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D |
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y |
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4. |
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y 0, |
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1 x |
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y |
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dxdy , |
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где D: x 0, |
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D |
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y |
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1. |
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x |
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12.132. |
R2 x2 y 2 dxdy , |
где |
D : x2 |
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y 2 |
Rx . |
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D |
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12.133. x2 |
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D: x |
2 |
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2 |
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y 2 |
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2 dxdy , |
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где |
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y |
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2x, |
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D |
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x 1. |
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dxdy |
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где |
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D: y |
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12.135. |
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dxdy , где D: |
x 0, |
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||||||||||||||||||
y |
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2 |
y |
2 |
2 y. |
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||||||
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x |
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|||||||||
|
|
ydxdy |
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|
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|
1 x 2 y 2 |
4, |
|
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||||||||||||||||||
12.136. |
|
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,где D: |
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||||||||
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x |
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||||||||||||
|
D |
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0 y x. |
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||||||
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y 2 |
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x2 y2 π2 , |
|
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||||||||||||||||||
|
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|
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|
|
|
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|
|
|||
12.137. |
1 |
|
x |
2 |
|
dxdy . где |
|
D: |
|
|
|
|
|
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||||||||||||||||||||||
|
D |
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|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
0 y |
|
|
|
3. |
|
|
|
|
§3. Применение двойных интегралов для вычисления площадей
иобъёмов фигур
Взадачах 12.138 – 12.151вычислить площади фигур, ограниченных кривыми.
105
12.138. |
xy 4, |
x y 5 0 . 12.139. x 4 y y 2 , |
|
x y 6 . |
|||||||||
|
|
3 |
|
y 4 x 1 2 , x 0 . 12.141. x 4, |
|
|
|
|
|
|
|||
12.140. |
y |
x, |
y |
|
x , y 2 x . |
||||||||
|
|||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
12.142. |
xy 1, |
x y , |
x 2 . 12.143. y x2 ,4 y x2 , y 4 . |
||||||||||
12.144. |
xy 1, |
x 4, |
y 2 . 12.145. x y 1, y 2 |
x 1 . |
|||||||||
12.146. |
4x y 2 |
4, 16x y 2 64 . 12.147. x y 2 |
2 y , |
x y 0 . |
12.148. 2 y x2 , y 0, xy 4, x 4 . 12.149. x y 2 , y 2 x , y 2, y 2 . 12.150. y sin x, y cos x, x 0, x 0 . 12.151. y 2x, x y 2 0, y 0 .
В задачах 12.152 – 12.158 вычислить площади фигур, ограниченных заданными кривыми или удовлетворяющих данным неравенствам (от декартовых координат целесообразно перейти к полярным координатам).
12.152. x2 y 2 x, x2 y 2 2x, ( y 0) . 12.153. |
x 2 y 2 |
|
|
|
|
||||||
3x , |
|
||||||||||
x 2 y 2 3y . 12.154. x2 y 2 3y, y |
|
|
12.155. x 2 y 2 |
|
|||||||
3x, x 0 . |
4x , |
||||||||||
|
|
|
|
|
2 1 cos . |
||||||
( y x) . 12.156. x 0, x |
|
4 y y 2 , y 2 . |
12.157. |
||||||||
12.158. 2 1 cos , |
2 cos . |
|
|
|
|
|
|
|
|
12.159. Найти площадь фигуры, вырезаемой окружностью 2 из кардиоиды
2 1 sin и расположенную вне круга.
Взадачах 12.160 – 12.172 вычислить объемы тел, ограниченных данными поверхностями.
12.160. x y 2z 4 , x 0 , |
|
y 0 , |
z 0. |
|
|
|||||||||||
12.161. z x2 3y 2 , |
x y 1 , x 0 , |
y 0 , |
z 0. |
|
||||||||||||
12.162. |
z 4 x2 , |
y 0 , |
y 5 , |
z 0 . |
|
|
|
|||||||||
12.163. |
z y 2 |
, x y 2 |
, x 0 , |
y 0 , |
z 0. |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
12.164. |
z 0 , |
x z 6 , |
y |
x , |
y 2 x . |
|
|
|
||||||||
12.165. |
z 9 y 2 , x 2 y 6 |
x 0 , y 0 , z 0 . |
|
|||||||||||||
11.166. |
|
x 2 |
, 2x y 6 0 , |
x 0 , |
y 0 , |
z 0 |
. |
|||||||||
z 2 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
106 |
|
|
|
|
12.167. |
z x2 |
y 2 2, |
x y 3 , x 0 , |
y 0 , |
z 0 , x 3 , y 3. |
||
12.168. |
z x2 |
y 2 1 , |
y 6 x , z 0 , y 1 , y 2x . |
||||
12.169. |
z |
x3 |
, x2 y 2 9 , x 0 , z 0 |
|
|
||
|
|
|
|||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
12.170. x2 y2 |
16 , y 0 , |
z y , z 0. |
|
|
|||
12.171. |
x y z 4, x2 y 2 |
4 , z 0 . |
|
|
|||
12.172. |
x y z 10 , |
2x y 4 , x 2y 8 , z 0 . |
§4. Применение двойных интегралов для вычисления физических величин
12.173. Найти массу фигуры, ограниченной прямыми: |
x 1, |
x 2 , |
|||||||
|
x |
|
y |
1, |
y 0 , если плотность |
x, y в каждой |
точкеравна квадрату |
||
2 |
3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
абсциссы, умноженному на ординату этой точки.
12.174. |
Найти массу однородной пластинки (ρ 1) , ограниченной линиями: |
||||
y x2 , |
y 3x2 , |
y 3x . |
|
|
|
|
Найти массу пластины, ограниченной кривыми y x2 |
|
|
|
|
12.175. |
, y x , если |
плотность еёρ в каждой точке x , y равна x , y x 2 y .
12.176. Найти массу круглой пластинки радиуса R, если плотность её x, y в каждой точке равна расстоянию от этой точки до центра окружности.
12.177. |
Найти координаты |
центра тяжести |
однородной |
пластинки (ρ 1) , |
||
ограниченной линиями: y x2 |
1, |
y 2 . |
|
|
||
12.178. |
Найти координаты |
центра тяжести |
однородной |
пластинки (ρ 1) , |
||
|
|
|
|
|||
ограниченной линиями: y |
4 x , y 0 , (x 0) . |
|
||||
12.179.Найти координаты центра тяжести |
однородной |
пластинки (ρ 1) , |
||||
ограниченной линиями: y x2 |
, y x 2 , y 0 . |
|
|
|||
12.180.Найти координаты центра тяжести |
однородной |
пластинки (ρ 1) , |
||||
ограниченной линиями: x y 2 , 4x y 2 , x 4 , |
y 0 . |
|
||||
12.181.Найти координаты центра тяжести |
однородной |
пластинки (ρ 1) , |
||||
ограниченной линиями: y 2x2 , y 4x2 , x 4 . |
|
|
||||
|
|
|
|
107 |
|
|
12.182.Найти статический |
момент относительно |
оси |
ОХ однородной |
||||||||
пластинки (ρ 1) , |
ограниченной линиями: xy 4 , xy 1 , x 2 , x 4 . |
||||||||||
12.183. Найти статические моменты относительно осей координат меньшей |
|||||||||||
части эллипса |
x2 |
|
y 2 |
,отсекаемой прямой |
x |
|
y |
|
1 . |
||
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
||||
4 |
9 |
2 |
3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
12.184. Вычислить моменты инерции относительно осей координат однородной пластинки (ρ 1) , ограниченной прямыми: y 2 x , y 1, x 2 .
12.185. |
Найти момент инерции однородной пластинки (ρ 1) относительно оси |
||||
OX , ограниченной линиями: y2 x , |
y2 4x , |
y 1, |
y 3 . |
||
12.186.Найти момент инерции относительно оси |
ОУ |
однородной пластинки |
|||
(ρ 1) , ограниченной линиями: y2 x , |
y2 4x , |
y 1, |
y 3 . |
||
12.187. |
Найти момент инерции относительно оси |
ОХ однородной пластинки |
|||
(ρ 1) , |
ограниченной линиями: x2 4 y , y 0 . |
|
|
|
Глава 13
РЯДЫ
§1. Понятие ряда. Сумма ряда и его сходимость
Взадачах 13.1 - 13.20 написать общий член ряда.
13.1.23 + 45 + 67 + … . 13.2. 23 + 49 + 276 + … . 13.3. 2 + 2!4 + 3!6 + … .
13.4. |
|
1 |
|
+ |
1 |
|
+ |
1 |
|
+ … . 13.5. 1 + |
1∙2 |
+ |
|
1∙2∙3 |
|
+ … . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1∙3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1∙3∙5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3∙5 |
|
|
5∙7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1∙3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
13.6. |
|
1 |
+ |
3! |
|
+ |
|
5! |
|
+ … .13.7. |
|
1 − |
1 |
+ |
|
1 |
− … .13.8. .1 − |
1 |
|
|
+ |
1 |
|
− … |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2∙4 |
|
|
2∙4∙6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
√2 |
|
|
√3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
13.9. |
|
|
1 – 1 + 1 – … . |
12.10. 1 − |
1 |
|
+ |
1 |
|
− … . 13.11.− |
2 |
|
+ |
|
|
4 |
− |
8 |
|
+ … . 13.12. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
125 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
− |
1 |
|
+ |
1 |
− |
1 |
|
+ … . 13.13. ( |
1 |
+ |
|
1 |
) + ( |
1 |
+ |
1 |
) + ( |
1 |
+ |
1 |
) + …. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ln2 |
|
|
|
|
ln3 |
|
|
ln4 |
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
8 |
27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
5 |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
4 |
|
|||||||||||
13.14. 1 + + |
|
|
+ |
|
|
|
+ … . |
13.15. − |
|
+ |
|
|
− |
|
|
|
+ … . |
13.16. |
|
1 − |
|
+ |
|
− |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2! |
3! |
|
3! |
5! |
7! |
2! |
4! |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
++… . 13.17. |
1 |
|
+ |
1 |
|
+ |
|
1 |
|
+ … . |
|
|
|
|
|
|
13.18. |
|
+ |
1 |
|
+ 2 + |
|
1 |
+ 3 |
+ |
1 |
+ |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6! |
+1 |
2+4 |
3+9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
….13.19. |
|
1 − 32 + 52 2 − 72 3 |
+ . 13.20. ( + 1) + |
|
( +1)2 |
+ |
( +1)3 |
+ … . |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
3∙42 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2∙4 |
|
|
|
|
|
|
|
В задачах 13.21 - 13.26 выписать три первых члена ряда.
108
|
3n 1 |
|
|
2n 1 |
|
|||||
13.21. |
|
|
|
. |
13.23. |
|
|
|
|
. |
3 |
|
|
3 |
|
|
|
||||
n 1 |
n |
n 1 |
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n3 1 |
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xn |
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x 2 n |
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x 2 n 1 |
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13.24. |
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. |
13.25. |
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. 13.26. |
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. |
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|||||||
n 1 n2 |
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n 0 |
n! |
n 1 |
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n |
В задачах 13.27 - 13.34написать формулу частичной суммы S n , и вычислить её предел при n .Сделать вывод о сходимости или расходимости ряда.
13.27. |
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1 |
+ |
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1 |
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+ |
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1 |
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+ … 13.28. |
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1 |
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+ |
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1 |
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+ |
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1 |
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+ … 13.29. |
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1 |
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+ |
1 |
+ |
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1 |
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+ + …. |
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2∙3 |
3∙4 |
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1∙3 |
3∙5 |
5∙7 |
|
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1∙4 |
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1∙2 |
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4∙7 |
7∙10 |
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13.30. |
1+ |
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1 |
+ |
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1 |
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+ |
1 |
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+ … . 13.2. |
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2 |
+ |
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4 |
+ |
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6 |
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+ … . 13.3. 2 + |
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4 |
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+ |
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6 |
+ … . |
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2 |
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4 |
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8 |
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3 |
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9 |
27 |
2! |
3! |
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13.31. |
1 − |
1 |
+ |
1 |
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− |
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1 |
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+ … . 13.32. |
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3n 2n |
. 13.33. |
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2 |
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1 |
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. |
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6n |
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3 9 27 |
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n 1 |
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n 1 |
3 |
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2n 1 |
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13.34. |
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ln 1 |
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n |
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n 1 |
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В задачах 13.35 - 13.45 проверить, выполняется ли необходимое условие |
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сходимости ряда. |
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3 |
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1 |
+ |
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3 |
|
+ |
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5 |
+ …. 13.36.1 + |
1 |
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+ |
1 |
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|
+ |
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1 |
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+ .13.37. |
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n |
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13.35. |
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2 |
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2 |
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3 |
2 |
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|
|
2 |
|
|
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|
|
2 |
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|
|
2 |
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|
|
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|
|
2 |
|
|
|
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|
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|
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4 |
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7 |
|
|
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10 |
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n 1 3n |
3 |
2 |
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3 |
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4 |
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|
n |
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n |
4 |
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13.38. 2 + |
|
+ |
+ … . 13.39. |
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13.40. |
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. |
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2 |
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4 |
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|
3 |
|
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|
n2 1 |
|
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|
n 1 |
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n 1 2n 1 |
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n |
2 |
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n |
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|
2n 1 |
|
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13.41. |
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13.42. |
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13.43. |
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n 1 n2 |
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1 |
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n 1 3 n9 1 |
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n 1 n n |
1 n 4 |
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2 |
n |
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||||||||||
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2! |
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3! |
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√2 |
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√3 |
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13.44.1 + |
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+ |
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+ …. 13.44. + |
+ |
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+ … . 13.45. |
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|
. |
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22 |
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33 |
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√2 |
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√3 |
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n 1n 1 |
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§2. Достаточные признаки сходимости знакопостоянных числовых рядов
В задачах 13.46 - 13.61 исследовать ряды на сходимость, применяя признаки сравнения (при необходимости использовать эквивалентность
109