Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Числовые и функциональные ряды. Учебное пособие.pdf
X
- •УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •1. ЧИСЛОВЫЕ РЯДЫ
- •1.1. Сумма числового ряда
- •1.2. Ряд геометрической прогрессии
- •1.3. Свойства сходящихся рядов
- •1.4. Необходимое условие сходимости ряда
- •Контрольные вопросы
- •1.5. Знакоположительные ряды
- •1.5.1. Необходимое и достаточное условие сходимости знакоположительных рядов
- •1.5.2. Признаки сравнения
- •1.5.3. Признак Даламбера
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.5.4. Признак Коши
- •1.5.5. Интегральный признак Коши
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.6. Знакочередующиеся ряды
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.7. Знакопеременные ряды
- •1.7.2. Основные свойства сходящихся рядов
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Индивидуальные домашние задания
- •Образцы решения типового варианта
- •2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЯДЫ
- •2.1. Область сходимости функционального ряда
- •2.2.1. Равномерная сходимость ряда
- •2.2.2. Признак Вейерштрасса
- •2.2.3. Свойства равномерно сходящихся рядов
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •2.3. Степенные ряды
- •2.3.1. Степенные ряды. Теорема Абеля. Область сходимости
- •2.3.3. Свойства степенных рядов
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •2.4. Разложение функций в степенные ряды
- •2.4.1. Формулы Тейлора и Маклорена
- •2.4.2. Разложение функции в ряд Тейлора
- •2.4.3. Условия разложимости функции в ряд Тейлора
- •2.4.4. Разложение в ряд Маклорена элементарных функций
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •2.5.1. Приближенное вычисление значений функции
- •2.5.2. Приближенное вычисление определенных интегралов
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Индивидуальные домашние задания
- •Образцы решения типового варианта
- •3. РЯДЫ И ИНТЕГРАЛ ФУРЬЕ
- •3.1. Периодические функции, их свойства
- •3.1.1. Периодические функции
- •3.1.2. Основные свойства периодических функций
- •3.1.3. Простая гармоника. Сложное гармоническое колебание
- •3.5. Разложение в ряд Фурье четных и нечетных функций
- •3.5.1. Свойства четных и нечетных функций
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •3.6.2. Разложение в ряд Фурье непериодической функции, заданной на отрезке [0,2π]
- •3.7. Ряд Фурье в комплексной форме
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •3.8. Интеграл Фурье
- •3.9. Интеграл Фурье в комплексной форме
- •3.10. Преобразование Фурье
- •3.11. Теорема Котельникова
- •Контрольные вопросы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Индивидуальные домашние задания
- •Образцы решения типового варианта
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

=
1
2
(
4
42
)
cos
4
16
+
cos
4
2
4
cos
4
=
=
2
2cos
=
=
4
4
cos
(
+
1 +
(2)
4
(1))
После подстановки коэффициентов получим искомый ряд Фурье.
Ответ. (
)
=
cos 0+
4
+
+
∞
32
8
cos
sin
sin
((
4
4
sin 0=
)
)
4
cos +
sin
4
cos cos
4
cos
, (0,4).
((
4
=
4
=
)
)
.
201

ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ
=
.
= 4
.
=
.
=
.
=
.
= 5
=
.
=
=
+
=
=
.
=
=
=
.
25. Ряд сходится.
26. Ряд сходится.
27. Ряд сходится.
=
0
29. Нет, так как
не существует.
30. Да, так как
= 0.
31. Да, так как
= 0.
ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
1.
4.
=
=
7. =
=
8. =
9. =
10.
=
11.
. 2.
. 5. =
,
,
,
,
=
=
=
=
(1)
()
=
()
. 3.
. 6.
.
,
,
,
,
12.
=
=
=
=
()
(1)
1
,
)
=
,
=
(
=
=
,
,
.
!
=
.
.
.
.
13.
15.
17.
19.
21.
23.
14.
16.
.
18.
20.
22.
.
24.
28. Нет, так как
∞
.
.
.
.
∞
.
∞
∞
202

32. Нет, так как
∞
= 1 0
33. Нет, так как
= 0
34. Ряд расходится.
35. Ряд сходится.
36. Ряд расходится.
37. Ряд расходится.
38. Ряд сходится.
39. Ряд расходится.
40. Ряд сходится.
41. Ряд сходится.
42. Ряд расходится.
43. Ряд сходится.
44. Ряд сходится.
45. Ряд сходится.
46. Ряд расходится.
47. Ряд сходится.
48. Ряд сходится.
49. Ряд сходится.
50. Ряд сходится.
51. Ряд сходится.
52. Ряд сходится.
53. Ряд расходится.
54. Ряд сходится.
55. Ряд расходится.
56. Ряд расходится.
57. Ряд сходится.
58. Ряд сходится.
59. Ряд сходится.
60. Ряд расходится.
61. Ряд расходится.
62. Ряд расходится.
63. Ряд расходится.
64. Ряд расходится.
65. Ряд сходится.
66. Ряд сходится.
67. Ряд расходится.
68. Ряд расходится.
69. Ряд сходится.
70. Ряд расходится.
71. Ряд расходится.
72. Ряд сходится.
73. Ряд сходится.
74. Ряд сходится.
75. Ряд сходится.
76. Ряд сходится.
77. Ряд сходится.
78. Ряд сходится.
79. Ряд расходится.
.
∞
.
203

80. Ряд сходится.
81. Ряд сходится.
82. Ряд расходится.
83. Ряд сходится.
84. Ряд расходится.
85. Ряд расходится.
86. Ряд сходится.
87. Ряд сходится.
88. = 0,32.
89. = 0,64.
90. = 0,11.
91. = 0,632.
92. = 0,82.
93. = 0,393.
94. = 0,14.
95. Ряд сходится условно.
96. Ряд расходится.
97. Ряд расходится.
98. Ряд сходится абсолютно.
99. Ряд сходится условно.
100. Ряд сходится условно.
101. Ряд сходится абсолютно.
102. Ряд расходится.
103. Ряд сходится абсолютно.
104. Ряд сходится абсолютно.
105. Ряд сходится абсолютно.
106. Ряд сходится абсолютно.
107. Ряд расходится.
108. Ряд сходится условно.
109. Ряд сходится абсолютно.
110. Ряд расходится.
111. Ряд сходится абсолютно.
112. Ряд сходится абсолютно.
113. Ряд сходится абсолютно.
114. Ряд расходится.
115.
(
∞;1
)
.
116.
{0}
.
117.
{0}
.
118.
(
∞;+∞
)
.
119.
(
∞;1)(1;+∞
)
.
120. (10; 0
)
.
121. (∞; 5) (7;+∞
)
.
122.
(
∞;+∞
)
.
123.
2; 00;2
124.
(
6; 10
)
.
125.
(
∞;1)(1;+∞
)
.
126.
(
0;+∞
)
.
127. (0; 1
)
.
128. (∞;1) (1;+∞
)
.
.
204

129. Ряд равномерно сходится.
130. Ряд равномерно сходится.
131. Ряд равномерно сходится.
132. Ряд равномерно сходится.
133.
3;
3
134.
[
0; 2
]
.
135.
(
5; 5
)
.
;
137.
(
2; 8
)
.
138. (5; 9
)
.
139.
[
3;1
]
.
140.
(
4; 2
)
.
141.
[
2; 4
]
.
142.
{0}
.
143. (1; 1).
144. (; +).
145.
(
4; 4
)
.
146. (6; 12
)
.
147. (12;8
)
.
148.
[
1; 1
]
.
149.
(
4; 10
)
.
150.
(
6; 0
)
.
(
)
=
+
ln
(
)
=
(
)(
)
+ 1
(
)
=
(
)
()= +
ln
(
)
=
ln
arctg.
156. ()= (1
)ln(
1 )+
.
157. (
)=(
1
)ln(
1
)
+
.
()=
ln
(
1
)
ln
159. (
)=(
1 +
)ln(
1 + ).
()=
arctg
.
.
151.
152.
.
136.
.
.
153.
154.
155.
158.
160.
.
.
.
205

161.
(
)
=
(
1)
(
1
)
+
(
1
)
+ =
=
(1)
(
1
)
,
<
(
)
=
!
(
3
)
+
!
(
3
)
!
(
3
)
+. . . =
=
1
2
(1
)
1 3 5 . . .(21
)
2
!
(
3
)
,1 < 7.
()= 1
!
+
!
!
+ =
= 1 + (1
)
(2)
!
2
, .
164. (
)
= 1 +
(
2
)+(
2
)
+
(
2
)
+ =
(
2
)
∞
,
1 < < 3.
165. (
)
=
=
1
+
+
+
+ . . . =
=
(1)
()= 3(+
+
+
+
+
+
+ . . . )
(
)
= ln 3 +
+
+
+
+
15309
. . . = ln 3 + (1
)
3
.
168. ()= + 35+ 1121 + 43. ...
()= 1 + 22
+
+
+ . ..
(
)
=
+
+
+
+
+. ..
()= 5(2+
+
+
+
+ . . . )
()= 1 + 4+
+ 9
+
+
+
+
+ . ..
∞
.
162.
163.
∞
∞
2
∞
.
166.
167.
∞
16384
169.
170.
171.
172.
206
4
.
.
.
.
.

173.
()= 16
+
+
+. ..
()= 2+
+
+
+
+. ..
()=
. ..
()= 39
+
+ 2187
+. ..
()= ln 4 +(ln 2 1)+
+
+
+
+ . ..
()= 927
+
+
+. ..
(
)
= ln 5 +
+
+
+. ..
()= 1 + ln5 +
(
2 + ln5
)
!
+(6ln5 + ln5
)
!
+
+(12ln5 + ln5
)
4!
+(20ln5 + ln5
)
5!
+. . ..
181. (
)
=
= 1 + 3(2
)
+
(
2
)
+
(
2
)
+
(
2
)
+ =
=
!
()= 1
+
+ =
=
(1)
()
!
(
)
= 1 +
(
)
(
)
+
(
)
(
)
+ =
= 1 +
(1)
184. ()= 4 3(4
)
+ 3
(
4
)
3(4
)
+ 3
(
4
)
3(4
)
+. . . = 4 + 3 (1
)
(
4
)
.
.
174.
175.
176.
177.
178.
179.
180.
.
.
.
.
.
.
182.
183.
∞
(
)
.
.
∞
.
(
)
∞
.
∞
207

185.
(
)
=
+
+
+
+
+
+
+
(
)
=
2
(1)
(2)
!
+
3
+
2
(1)
(
21
)
!
+
3
.
()= 3 1 +
(
)
(
)
+
(
)
(
)
+
(
)
. . .
()= 2 1 +
(
)
(
)
+
(
)
(
)
+
(
)
. . .
(
)
= 1 +
(
)
(
)
+
(
)
(
)
+
(
)
. ..
(
)
= 21 +
(
)
(
)
+
(
)
(
)
+
(
)
. . .
()= 1
(
)
+
(
)
(
)
+
(
)
(
)
+. ..
(
)=(
1)2(1
)
+
(
1
)
4(1
)
+
(
1
)
. . . =
=
(
1
)
(
1
)
.
(
)
= 1 +
(
1)
(
1
)
+
(
1
)
(
1
)
+
+
(
1
)
. . . = 1 +
(1)
(
1
)
.
()=
+
(
)
(
)
+
(
)
(
)
+
(
)
. ..
(
)
=
1
(
)
+
(
)
(
)
+
(
)
(
)
+. . .
()= 3 1 +
(
)
(
)
+
(
)
(
)
+
(
)
. . .
196. (
)
=
1 2
+ 2
+
+
. . . =
(1)
!
.
+
186.
187.
188.
189.
190.
+
1
. .. или
1
3
1
.
.
.
.
191.
192.
193.
194.
195.
∞
∞
.
.
.
∞
(
)
208

197. 7,389.
198. 0,368.
199. 0,607.
200. 1,396.
201. 0,135.
202. 1,609.
203. -0,105.
204. 0,182.
205. 0,602.
206. 0,903.
207. 0,017.
208. 0,052.
209. 0,174.
210. 0,999.
211. 0,988.
212. 1,183.
213. 3,033.
214. 2,025.
215. 6,464.
216. 0,499.
217. 1,0196.
218. 0,331.
219. 2,006.
220. 2,0296.
221. 0,041.
222. 0,473.
223. 0,353.
224. 0,1003.
225. 0,461.
226. 0,499.
227. 0,366.
228. 0,299.
229. 0,855.
230. 0,668.
231.
(
)
=
+
()
cos +
(
)(
)
sin
,
\{,
}
()=
()
sin
, \{,
}
(
)
=
+
()
cos +
(
)(
)
sin
,
\{,
}
(
)
=
+
()
cos +
(
)(
)
sin
,
\{,
}
(
)
=
+
(
)
cos +
(
)
sin
,
\{,
}
(
)
=
+
(
)
cos +
(
)
sin ,
\{,
}
∞
.
232.
233.
234.
235.
236.
∞
∞
.
∞
.
∞
.
∞
.
.
209

237.
(
)
=
+
(
)
cos
+
+
sin
, \{,
}
238. (
)
=
+
sin
, \{,
}
(
)
= 1 + 2
()
sin
, [,
]
(
)
=
+ 4
()
cos
, [,
]
()= 1 + 2
(1)
sin
, [,
]
(
)
=
+ 4
()
cos
, [,
]
(
)
=
+ 8
(1)
cos
, [,
]
(
)
= 2 + 2
()
sin
, [,
]
245. (
)
= 4 +
(
0 cos + 0 sin
)
∞
, [0,2
]
.
246. ()= 1 +
(
0 cos + 0 sin
)
∞
, [0,2
]
.
()= 1 2
, [0,2
]
()= + 2
, [0,2
]
()= 2 212
cos
+
sin
, [0,2
]
(
)
=
+ 4
4
, [0,2
]
251. (
)
= 2 +
(
0 cos 2+ 0 sin 2
)
∞
, [0,
]
.
252. ()= 3 +
(
0 cos + 0 sin
)
∞
,
[
1,3
]
.
()= 5
,
[
4,6
]
∞
(
∞
)
.
239.
240.
241.
242.
243.
244.
=
∞
+
(
(
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
)
)
cos
+ .
.
.
.
.
.
.
.
247.
248.
249.
250.
253.
∞
∞
∞
∞
∞
.
∞
∞
.
210
.
.
.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
