- •Глава VI. Ряды
- •§1. Числовые ряды
- •1. Основные понятия
- •2. Свойства сходящихся рядов
- •3. Необходимый признак сходимости ряда
- •Второй признак сравнения
- •Признак Даламбера
- •Радикальный признак Коши Пусть дан ряд (аn0) и существует предел.
- •Интегральный признак Коши
- •4. Достаточные признаки сходимости рядов
- •С положительными членами
- •Первый признак сравнения
- •Пусть даны два ряда с неотрицательными членами
- •§ 2. Знакопеременные ряды
- •1. Знакочередующиеся ряды
- •Признак Лейбница (достаточный признак сходимости знакочередующегося ряда)
- •2. Абсолютная и условная сходимость рядов Достаточный признак сходимости знакопеременного ряда
- •§ 3. Функциональные ряды
- •§ 4. Степенные ряды
- •1. Определение степенного ряда
- •2. Область сходимости степенного ряда
- •3. Свойства степенных рядов
- •Пример 5.Найти сумму ряда
- •Решение. Дифференцируя почленно данный ряд, получим
- •§5. Ряд Тейлора
4. Достаточные признаки сходимости рядов
С положительными членами
Первый признак сравнения
Пусть даны два ряда с неотрицательными членами
,
(6.2)
bn
0 .
(6.3)
и для всех n выполняется условие an bn. Тогда из сходимости ряда (6.2) следует сходимость ряда (6.3); а из расходимости ряда (6.3) расходимость ряда (6.2).
Замечание. Этот признак остается в силе, если неравенства an bn выполняются, начиная с некоторого номера n = N.
Пример
2. Исследовать
сходимость ряда
.
Решение. Проверим сначала, выполняется ли необходимый признак сходимости ряда
.
Необходимый признак выполняется и, следовательно, ряд может как сходиться, так и расходиться.
Для дальнейшего исследования сходимости ряда воспользуемся достаточным признаком – первым признаком сравнения.
Для
сравнения выберем ряд
,
члены которого больше соответствующих
членов исследуемого ряда, т.е.
.
Ряд
составлен
из членов бесконечной убывающей
геометрической прогрессии (знаменатель
прогрессии q
=
1) и, следовательно, сходится. Тогда
согласно первому признаку сравнения
исследуемый ряд сходится.
Второй признак сравнения
Если
существует конечный, отличный от нуля
предел отношения общих членов рядов
и
(аn
0, bn
0) при n,
стремящемся к бесконечности, т. е.
(S
= const),
то оба ряда в смысле сходимости ведут
себя одинаково.
Пример
3. Исследовать
сходимость ряда
.
Решение.
Воспользуемся вторым признаком сравнения.
Сравним данный ряд
с гармоническим рядом
,
общий член которого
.
.
Таким
образом, согласно второму признаку
сравнения, из расходимости гармонического
ряда следует расходимость ряда
.
Замечание. В качестве рядов для сравнения необходимо выбирать ряды, сходимость или расходимость которых известна.
Признак Даламбера
Пусть
дан ряд с положительными членами
и существует предел
.
Тогда:
1) если 1, то ряд сходится;
2) если 1, то ряд расходится;
3) если = 1, то признак не определяет поведение ряда, необходимо использовать другие достаточные признаки сходимости.
Пример
4. Исследовать
сходимость ряда
.
Решение.
Воспользуемся признаком Даламбера.
Имеем
,
1.
Следовательно, данный ряд сходится по признаку Даламбера.
Радикальный признак Коши Пусть дан ряд (аn0) и существует предел.
Тогда:
1) если 1, то ряд сходится;
2) если 1, то ряд расходится;
3) если = 1, то признак не определяет поведения ряда, необходимо использовать другие признаки.
Пример
5. Исследовать
сходимость ряда
.
Решение.
Здесь удобно воспользоваться радикальным
признаком Коши,
так как
и предел этой дроби приn
легко вычисляется:
1.
Следовательно, данный ряд сходится по радикальному признаку Коши.
Интегральный признак Коши
Пусть
дан ряд
иf(x)
– непрерывная, положительная, монотонно
убывающая функция такая, что f(n)
= an,
где n
[m;
+).
Тогда данный ряд сходится или расходится
одновременно с несобственным интегралом
.
Пример
6. Исследовать
сходимость ряда
(
0).
Решение.
Воспользуемся интегральным признаком
Коши. Для этого положим
,m
= 1. Тогда
![]()
=

Как следует из данного примера, данный обобщенный гармонический ряд сходится при 1 и расходится при1 (= 1 соответствует расходящемуся гармоническому ряду).
Исследовать на сходимость ряды при помощи
признаков сравнения
19.
; 20.
; 21.
;
22.
; 23.
;
24.
;
25.
;26.
;
27.
.
Исследовать на сходимость ряды при помощи
признака Даламбера
28.
; 29.
;
30.
;
31.
;
32.
; 33.
;
34.
; 35.
;
36.
.
Исследовать на сходимость ряды при помощи
радикального признака Коши
37.
;
38.
;
39.
; 40.
.
Исследовать на сходимость ряды при помощи
интегрального признака Коши
41.
;
42.
;
43.
;
44.
;
45.
;
46.
.
Исследовать ряды на сходимость
47.
;
48.
;
49.
;
50.
;
51.
;
52.
;
53.
;
54.
; 55.
;
56.
;
57.
;
58.
;
59.
; 60.
;
61.
.
