Математика
.pdf
|
|
|
Вариант 14 |
|
|
|
1.f(t)= |
|
; |
2. f(t)= |
|
|
; |
3. f(t)= |
|
|
; |
4. f(t)=s h t |
; |
|
5. f(t)= |
; |
|
6. |
(t)= |
, |
|
8.F(p)= |
; |
9.y”-y’-6y=2, у(0)=1,у'(0)=0; |
10.
|
|
|
Вариант 15 |
|
1. f(t)= |
|
; |
2. f(t)= |
; |
3. f(t)=3sh |
; |
|
4. f(t)=cos5t sin3t ; |
|
5. f(t)= |
; |
|
6. |
(t)=t , |
|
|
|
41 |
|
8.F(p)= |
|
p 2 |
; |
9.y”-4y=2 |
; |
|
|
||||
p2 |
4 p 5 2 |
||||
10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 16 |
|
1.f(t)= |
; |
|
2. f(t)= |
; |
|
3. f(t)= |
; |
|
4. f(t)= |
; |
|
5. f(t)= |
; |
|
6. (t)=t , |
|
|
7. f (t) = |
|
, |
f(t+2e)=f(t); |
|
|
8. F(p)= |
|
; |
9.y”-9y =2 |
; |
|
10. |
|
|
|
|
|
42
|
|
|
|
Вариант 17 |
|
|
|
1. |
f(t)= |
|
|
; |
2. f(t)= |
; |
|
3. f(t)= |
; |
|
|
4.f(t)=ch2tcost ; |
|||
5. f(t)= |
|
; |
6. (t)= |
, |
|
||
7. f (t)= |
|
, |
|
f(t+ )=f(t); |
|
||
8.F(p)= |
|
; |
9.y”+y=sin2x, y(0)=y’(0)=0; |
||||
10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 18 |
|
|
|
1.f(t)= |
|
; 2. f(t)= |
|
|
; |
||
3. f(t)= |
|
; |
4. f(t)= |
|
; |
||
5. |
f(t)= |
|
; |
6. |
(t)=t , |
|
|
43
8. F(p)=
; 9. y’”+y’=10е2t;
;
10.
|
|
Вариант 19 |
|
1.f(t)= |
; |
2. f(t)= |
; |
3. f(t)= +2 |
|
4. f(t)=ch2t |
; |
5. f(t)= |
; |
6. (t)= |
, |
8.F(p)=
; 9.y”+y’=
;
10.
44
|
|
Вариант 20 |
|
|
1. |
f(t)= |
; |
2. f(t)= |
; |
3. f(t)=sh ; |
|
|
4.f(t)=ch3t sin2t ; |
|
5. f(t)=t |
; |
6. |
(t)= |
, |
7. f(t)=t+1 |
, |
f(t+1)=f(t); |
|
|
8.F(p)= |
; |
9. y”+y’=1, |
; |
|
10. |
|
|
|
|
|
|
Вариант 21 |
|
|
1.f(t)= |
; |
2.f(t)= |
; |
|
3. f(t)= |
; |
4. f(t)=sh t |
; |
|
5. f(t)= |
; |
6. |
(t)= |
, |
7. f(t)=2 |
, |
f(t+3)=f(t) |
|
|
8. F(p)= |
; |
9. y”+y= |
; |
|
10. |
|
|
|
|
45
|
|
|
|
Вариант 22 |
|
|
1. |
f(t)= |
|
|
; |
2. f(t)= |
; |
3. f(t)= |
|
; |
4. f(t)=sh 2t |
; |
||
5. f(t) =t cos(2t+3) ; |
|
6. |
(t)= |
, |
||
7. f(t)= |
, |
|
f(t+4)=f(t); |
|
||
8. F(p)= |
|
; |
9. y”-2y’+y= |
; |
||
10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 23 |
|
|
1.f(t)= |
|
; |
2.f(t)= |
; |
3.f(t)= |
|
; |
4.f(t)= |
; |
5.f(t)= |
; |
|
6. (t)= |
, |
8.F(p)= |
; |
9.y’+y= |
; |
|
|
46 |
|
10. |
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 24 |
|
||
1.f(t)= |
; |
2. f(t)= |
; |
||
2. |
f(t)= |
|
4. f(t)= |
; |
|
5. f(t)=t |
; |
6. |
(t)= |
, |
|
7. f(t)=2t |
, |
f(t+1)=f(t); |
|
||
8.F(p)= |
; |
9. y’+y= |
; |
||
10. |
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 25 |
|
||
1. |
f(t)= |
; |
|
2. f(t)= |
; |
3. |
f(t)= |
|
|
4. f(t)= |
; |
5. f(t)= |
; |
6. |
(t)= |
, |
|
7. f(t)= |
|
f(t+3)=f(t) |
|
||
8. F(p)= |
; |
9. y’+y= |
; |
||
10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
47 |
|
|
2.2 Решение типового варианта
Пример 1. Исследовать сходимость ряда
|
1 |
|
2 |
|
n |
|
|
|
2 |
5 |
3n 1 |
||||||
|
|
|
||||||
Решение. Так как |
|
|
|
|
|
|
||
lim an |
lim |
n |
|
lim |
|
1 |
|
|
1 |
, |
3n 1 |
|
1 |
|
|||||||
n |
n |
n |
|
|
3 |
|||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
||
т. е. не выполняется необходимый признак сходимости, то ряд расходится.
1
Пример2. Исследовать сходимость ряда .
n 1 2n 1
Решение. Члены данного ряда меньше |
соответствующих |
|||||||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
членов ряда |
|
, |
a |
|
1 |
|
, b |
|
1 |
и |
an < bn. Тогда |
на |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2n |
||||||||||||||||||
n 1 2n |
n |
|
2n 1 |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
основании (1.7), |
так |
как |
|
новый |
ряд |
|
|
|
|
сходится, |
как |
|||||||||||||
|
2n |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
||||
геометрический ряд, будет сходится и данный ряд. |
|
|||||||||||||||||||||||
Пример 3. Исследовать сходимость ряда |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
1 |
|
2 |
2 |
|
|
3 3 |
|
|
|
n |
n |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3 |
|
|
|
1 |
|
|
||||||||||||||||||
5 |
|
|
|
7 |
|
|
|
2n |
|
|
|
|
|
|||||||||||
Решение. Здесь удобно применить радикальный признак Коши:
|
|
|
|
n n |
|
n |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
l lim n an |
lim n |
|
|
lim |
|
|
lim |
|
|
|
|
|
; |
||
|
2n 1 |
|
1 |
2 |
|||||||||||
n |
n |
|
2n 1 |
n |
n |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
||
т.е. l < 1, следовательно, ряд сходится
48
Пример 4. Исследовать сходимость ряда |
|
|
||||||||
1 |
1 |
|
1 |
|
|
1 |
( 1)n 1 |
1 |
|
|
2 |
3 |
4 |
n |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||
Решение. Это знакочередующийся ряд, для которого оба условия признака Лейбница выполнены: наблюдается и
убывание абсолютных величин членов ряда, и lim 1 0 .
n n
Следовательно, по признаку Лейбница ряд сходится.
Если рассматривать ряд, составленный из абсолютных величин данного ряда
1 12 13 1n ,
то такой ряд является гармоническим и он расходится. Таким образом, заданный ряд сходится условно.
Пример 5. Найти область сходимости степенного ряда x 12 x2 13 x3 1n xn
Решение. Коэффициенты степенного ряда a |
1 |
, |
|||
|
|||||
|
|
|
n |
n |
|
|
|
|
|
|
|
an 1 |
1 |
|
. Найдем радиус сходимости ряда по формуле (2.2) |
|
|
|
|
|
|
||
n 1 |
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
n |
|
|
|
|
1 |
|
|
|||
R lim |
|
n |
|
lim |
|
lim |
|
|
lim 1 |
|
|
|
1 . |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
n |
|
an 1 |
|
n |
1 |
|
|
n |
n |
n |
|
n |
|
|
||
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Следовательно, ряд сходится |
в интервале, в |
котором – |
||||||||||||||
1 < x < 1. Исследуем сходимость ряда на концах интервала. Пусть x = –1. Тогда, подставляя это значение в заданный
степенной ряд, получаем числовой ряд
1 12 13 ( 1)n 1n
Этот ряд сходится условно, что доказано в примере 16.
Пусть x = 1. Тогда, подставляя это значение в заданный степенной ряд, получаем числовой ряд
49
1 12 13 1n
Этот ряд гармонический (1.3), расходящийся. Следовательно, область сходимости заданного степенного ряда
–1 x < 1.
Пример 6. Найти область сходимости ряда |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
(x 2) |
1 |
(x 2)2 |
|
|
|
|
1 |
|
(x 2)3 |
1 |
(x 2)n |
... |
|
||||||||||||||||||
2 |
|
|
2 |
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|||||||||
Решение. Коэффициенты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
an |
|
|
, an 1 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
n2 |
|
(n 1)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Радиус сходимости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
(n 1)2 |
|
|
|
|
|
|
1 2 |
|
|||||||
|
|
a |
|
|
|
|
|
n |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
R lim |
|
n |
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
lim 1 |
|
|
|
1 . |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
n |
|
an 1 |
|
|
|
n |
|
1 |
|
|
|
|
n |
|
|
|
n2 |
|
|
|
n |
|
n |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
(n 1)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Интервал сходимости | x 2 | 1 или 1 < x < 3. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
Исследуем сходимость ряда на концах промежутка. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Если x = 3, то получаем ряд 1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
Этот ряд |
||||||||||||||||||||||||
2 |
2 |
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
||||||
сходится как обобщенный гармонический (1.4), у которого k > 1.
Если x = 1, то получаем ряд 1 212 312 412 Этот ряд знакочередующийся. Он сходится по признаку Лейбница.
Таким образом, область сходимости ряда 1 x 3.
Пример 7. Разложить в степенной ряд функцию e x2 при x0 = 0.
Решение. В разложении функции ex (2.13) заменим x на x2 . В результате получится ряд
e x2 1 x2 x4 x6 , x .
1! 2! 3!
50
