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

Числовые и функциональные ряды. Тригонометрические ряды Фурье. Курс лекций и сборник задач. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.08.2026
Размер:
973 Кб
Скачать

3.8 Степенные ряды. Практические задачи.

Найти радиус и область сходимости степенного ряда:

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500.

1

 

 

 

 

k

 

 

 

=1

k · sin

k

· (x + 1)

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! · (x − 3)k.

 

 

 

 

 

 

2

 

P

 

 

 

 

 

 

 

501.

k=1 k2 · 1 − cos

k

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

502.

k · ln

k + 1

 

 

 

 

k

 

=1

k + 1

· (x + 2)

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

503.

k · 2k − 1 · xk.

 

 

 

 

P

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k=1

504. P

k=1

505. P

k=1

506. P

k=1

k2 · 51 − 5

k

1

1

k · 3k

− 2k

1

· (x + 2)k.

k+1

· xk.

k2 + 1

1

· (x + 1)k.

 

· arctg

 

k + 1

k

507. Pk ·

k=1

508. Pk ·

r!

k + 2

− 1 · xk.

k + 1

√ √

k + 1 − k · (x − 1)k.

k=1

181

3 Функциональные последовательности и ряды.

509.

k=1 ln (k + 3

 

·

xk.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln k + 2k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3k−1 · (x − 2)k.

 

510. (k + 1)2 · xk.

 

 

 

 

 

511.

 

 

 

k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

512.

 

(k − 1)2

 

(x + 1)k.

 

 

 

 

513.

2k

xk.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1 (k + 1)3 ·

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k=1 k! ·

 

 

 

 

 

 

 

514.

k=1 k + 1

k2

xk.

 

 

 

 

 

515.

k=1

2k

·

(x

1)k.

 

 

k − 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

516.

 

k! + 1

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

517.

 

 

 

 

 

1

k

 

k=1

 

 

· x

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

=1 k · arctg

 

· x

.

(2k)!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k2

 

 

P

 

 

 

πk

 

 

· (x + 3)k.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

518.

k=1 sin

k + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

519.

k=1 k + 1 − k · xk.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k2 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

520.

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1 k4 + k2 + 1 · (x − 1) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

521.

k + ln k

 

 

· (x + 1)

k

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1 k3 + ln3 k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

522.

k3 + k · 2k

 

xk.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

 

2k + 1 ·

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1 k4 + k3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

182

3.8Степенные ряды. Практические задачи.

 

ln 4k2 + 1

 

 

k

523.

kP

 

 

 

 

· (x − 1) .

 

 

k4 + 1

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

524.

log3 2k + 3k

 

 

(x + 4)k.

 

P

 

 

 

 

 

 

·

 

 

k=1 k

3

+ log2

(1 +

4k)

 

 

 

 

 

 

1

1

 

k2

 

 

 

 

525.

 

· xk.

526.

k=1

+ k2

 

k=1

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

527.

1

1

 

 

k2

1

· xk.

528.

k=1

+ k

 

·

k

k=1

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

kP

 

 

 

 

k + 1 + k

 

k

 

529.

k2 + 1

· (x − 2)

 

.

=1

 

 

 

 

1 + k12 k3 · xk.

k3 + k + 1 · xk. k6 + k3 + 1

530.

kP

·

 

 

 

 

xk.

531.

(k − 1)! + 1

 

 

 

 

 

 

 

·

 

 

 

=1 k!

 

 

k + 1

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

532.

kk · xk.

 

 

533.

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

534.

k2 + k − k2 − 1

 

(x

 

1)k.

kP

 

 

 

 

 

 

 

k3 + 1

·

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

P

k=1

P

k=1

(k + 1)3 + 1 · xk. k!

ln kk + 2k

ln (kk3 + 1) · xk.

 

 

 

 

 

 

· xk.

535.

k2

+ 1 −

k2 − 1

kP

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

· (x + 1)k.

536.

k3

+ k − k3 − 1

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

183

3 Функциональные последовательности и ряды.

 

 

 

 

− k

 

 

 

 

537.

k2 + 1

 

(x

 

3)k.

kP

 

 

 

·

 

k + 1

k

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(k + 1)2

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

· xk.

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

538. k=1

 

2k2 + 1

 

 

 

 

 

 

539.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

· (x − 1) .

ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 1)

 

(k

 

 

 

540.

=1

 

 

 

2

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

541.

2

k

· sin

1

 

· (x − 5)

k

.

 

 

 

=1

 

 

 

 

4k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·

 

 

 

 

 

 

 

 

 

542.

2k · arcsin

 

1

 

· (x − 3)k.

=1

k2

 

2k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2k + 1

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

· x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

544.

 

 

·

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

543.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1 k

 

 

tg

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k4 + 1

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

· x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

546.

545.

 

 

 

+ k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

547.

arcsin

 

 

 

 

k

 

· (x + 2)

k

.

=1

k2 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

πk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

548.

cos

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

2k + 1

 

 

· x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k + 1

 

 

 

 

 

 

 

549.

arctg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

· xk.

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

(k ln k + 1)

 

 

 

 

 

 

 

P4k + 2k+1 + 1 · xk. k=1 k · ln2(k + 1)

kP

 

 

 

 

 

sh k · xk.

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

 

1

· (x − 1)

k

.

=1

sin

k + 1

 

 

 

 

 

 

184

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.8 Степенные ряды. Практические задачи.

550.

k=1 ln3 k sin 2k

1 − sin 2k + 1

· xk.

 

P

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

(−1)k · k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

551.

sin

 

·

xk.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

k2 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

552.

k=1 k3

cos k + 1 − cos k · xk.

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

553.

k=1 k cos 4k + 1 − cos 4k + 2

· xk.

 

P

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

554.

k=1 (arctg(k + 1) − arctg k) ·

 

 

.

2

 

P

arcsin

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

· (2x)k.

555.

 

 

 

 

− arcsin

k=1

k + 1

 

k

556.

cos2

 

k1 − 2 cos k1 + 1

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

· x

.

 

 

 

 

 

=1 cos2 1

3 cos

1

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

k

4

 

 

k

2 + 1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

557.

 

− 2

 

 

 

 

 

xk.

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

· k ·

 

 

 

 

 

 

 

 

4 42 + 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

185

3 Функциональные последовательности и ряды.

 

P

r

 

 

 

r

 

 

 

 

! xk.

 

 

 

 

 

 

 

 

558.

 

k3 + 1

6 2k3 + 1

k=1 k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k3

 

 

 

2k3

559.

k=1

ln

1 + k

+

r

1 + k − 1! (x − 1)k.

 

P

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

r!

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

560.

1

 

2

 

k

 

=1

ek

1 +

k

(x + 1)

 

.

561.

k=1

2k ek

+ ek − 2 xk.

 

 

 

P

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

562.P

k=1

563.P

k=1

3k e1 − cos 1 xk.

k

k

ln k + 1 + 1 − cos 1 xk. k k

r!

kP

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

k

 

564.

k ek

1 +

k

(x + 3)

 

.

=1

 

 

 

 

 

 

 

r!

kP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 4

4

1

 

k

 

565.

k · 5

 

1 +

k

+ sin

k

(x − 1)

 

.

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

186

 

k=1 k · 3k ek

 

3.8 Степенные ряды. Практические задачи.

566.

+ ek

− 2 cos k (x − 1)k.

 

P

3

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

567.

k=1 k

1 + k +

1 + k − 2 cos k !

(x + 2)k.

 

P

r

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

2

 

 

1

 

 

568.P

k=1

569.P

k=1

570.P

k=1

571.P

k=1

572.P

k=1

573.P

k=1

k ln k

2

+k2

+ sin k (x − 1)k.

 

 

 

 

 

3k + 2

1

 

k · 2k ln k

2

+k2

+ ek − 1 xk.

 

 

 

 

 

 

4k + 3 1

 

 

 

1

 

 

1

 

 

k earctg k − cos

 

(x − 1)k.

k

r!

1

 

1

 

 

k esin k

1 −

 

 

(x − 2)k.

k

earctg k1

+ esin k1 − 2

2

xk.

arctg 1 + ln k + 1 2 xk. k k

187

3 Функциональные последовательности и ряды.

r

 

 

 

 

!k

 

 

kP

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

k

 

574.

1 +

k

+ sin

k

(x − 1)

 

.

=1

 

 

 

 

 

 

 

575.P

k=1

576.P

k=1

577.P

k=1

578.P

k=1

579.P

k=1

580.P

k=1

581.P

k=1

r1 + k + r1 + k − 1!

xk.

 

 

6

 

 

2

 

 

 

 

 

k

2k ek + ln

1 + k

k

xk.

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3k ek + ln k +k2

 

 

 

k

xk.

1

 

 

2

5k + 4

 

 

 

5k ek + ek + ek − 2

 

(x − 1)k.

3

2

 

1

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r!k

1

+

 

 

2

− cos

1

 

(x − 1)k.

ek

1 +

 

 

 

k

k

 

1 + k

+ 4

1 + k − ek ! (x − 2)k.

r

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

4

 

 

 

1

 

 

 

cosk k

8

1 + k + ln

 

k

+ k ! xk.

 

 

 

r

 

 

 

 

 

k + 1 1

k

 

1

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

188

582.P

k=1

583.P

k=1

2ek

3.8 Степенные ряды. Практические задачи.

− cos k

+ k

(x − 1)k.

1

1

1

 

k

 

2ek

− ek + ln 1 + k

xk.

 

 

 

 

1

 

k

2

1

 

 

 

 

584.

k=1

2

1 + k

1 + k + sin k ! xk.

 

P

r

 

 

r

 

k

 

 

4

 

2

1

 

585.P

k=1

586.P

k=1

587.P

k=1

588.P

k=1

589.P

k=1

r!k

1

 

1

1

xk.

3ek

− 2

1 −

 

+

 

k

k

r!

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2esin k

 

1 −

 

 

 

 

(x − 1)k.

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

4

1

! xk.

3earctg k − cos

 

 

 

1 −

 

k

 

 

k

1

 

 

 

 

1

 

k

 

 

1 + sin

 

+ arctg

 

x2k.

 

 

k

k

 

 

ek − cos k

− k x2k−1.

 

 

1

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

189

3 Функциональные последовательности и ряды.

590.

k=1

r

1 + k − cos k − ln

1 + k

 

! x2k.

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

591.

k=1

r

1 + k2

+

r

1 + k2 − 2 cos k ! x2k.

 

P

4

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kP

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

592.

1

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

k2

 

 

 

 

 

 

 

 

ek

+ 1 −

 

 

 

 

 

 

 

x

 

.

 

 

 

 

 

 

=1

k2

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

593.

 

 

 

 

 

1 +

 

− cos

 

+

 

! xk

.

 

 

 

k=1

 

 

 

 

k2

k

k2

 

 

 

 

P

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

594.

k=1

 

k2

 

+ sin

k

− arctg

k

xk

.

 

 

 

 

 

595.Pln 1 + k1 − sin k1 + k12 xk2 .k=1

596.

k=1

2k

 

ek − ln 1 + k − 1 xk .

 

P

 

2

1

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

k2 + 3k + 2 3

2

597.

P

3k

 

− ln

 

 

 

+

 

xk .

k=1

 

k2

 

 

k

190

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]