- •ВСТУП
- •1. НЕВИЗНАЧЕНИЙ ІНТЕГРАЛ
- •Основні властивості невизначеного інтеграла
- •Таблиця невизначених інтегралів
- •1.2. ОСНОВНІ МЕТОДИ ІНТЕГРУВАННЯ
- •1.2.1. Безпосереднє інтегрування
- •1.2.2. Метод заміни змінної (метод підстановки)
- •1.2.3. Інтегрування частинами
- •1.4. ІНТЕГРУВАННЯ РАЦІОНАЛЬНИХ ФУНКЦІЙ
- •1.5. ІНТЕГРУВАННЯ ІРРАЦІОНАЛЬНИХ ФУНКЦІЙ
- •Питання для самоперевірки
- •2. ВИЗНАЧЕНИЙ ІНТЕГРАЛ
- •2.2. ВЛАСТИВОСТІ ВИЗНАЧЕНОГО ІНТЕГРАЛА
- •2.4. ФОРМУЛА НЬЮТОНА-ЛЕЙБНІЦА
- •2.5. ЗАМІНА ЗМІННОЇ У ВИЗНАЧЕНОМУ ІНТЕГРАЛІ
- •2.7.1. Обчислення площ плоских фігур
- •2.7.2. Обчислення довжини дуги кривої
- •Обчислення довжини дуги кривої у полярних координатах
- •2.7.3. Обчислення об’ємів тіл
- •Обчислення об’єму тіла обертання
- •2.8. НЕВЛАСНІ ІНТЕГРАЛИ
- •2.8.1. Інтеграли з нескінченними межами інтегрування
- •Ознаки порівняння для невласних інтегралів першого роду
- •2.8.2. Інтеграли від необмежених функцій
- •Ознаки порівняння для невласних інтегралів другого роду
- •2.10. ПОДВІЙНІ ІНТЕГРАЛИ
- •Геометричний зміст подвійного інтеграла
- •Властивості подвійного інтеграла
- •Обчислення подвійного інтеграла
- •Питання для самоперевірки
- •3. ДИФЕРЕНЦІАЛЬНІ І РІЗНИЦЕВІ РІВНЯННЯ
- •3.1. ДИФЕРЕНЦІАЛЬНІ РІВНЯННЯ ПЕРШОГО ПОРЯДКУ
- •3.1.1. Задачі, що приводять до диференціальних рівнянь
- •3.1.4. Диференціальні рівняння з відокремлюваними змінними
- •3.1.5. Однорідні диференціальні рівняння першого порядку
- •3.1.6. Лінійні диференціальні рівняння першого порядку
- •3.1.7. Рівняння Бернуллі
- •Питання для самоперевірки
- •3.2. ДИФЕРЕНЦІАЛЬНІ РІВНЯННЯ ВИЩИХ ПОРЯДКІВ
- •3.2.3. Лінійні диференціальні рівняння другого порядку
- •Метод невизначених коефіцієнтів
- •Метод варіації довільних сталих
- •3.2.6. Лінійні диференціальні рівняння вищих порядків
- •Питання для самоперевірки
- •3.3. СИСТЕМИ ЗВИЧАЙНИХ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНИХ РІВНЯНЬ
- •3.3.1. Основні поняття
- •Питання для самоперевірки
- •3.4. РІЗНИЦЕВІ РІВНЯННЯ
- •3.4.1. Основні поняття
- •3.4.2. Розв’язання різницевих рівнянь
- •Розв’язання різницевих рівнянь першого порядку
- •Розв’язання різницевого рівняння другого порядку
- •Питання для самоперевірки
- •4. РЯДИ
- •4.1. ЧИСЛОВІ РЯДИ
- •4.1.1. Збіжність і сума ряду
- •4.1.2. Найпростіші властивості збіжних рядів
- •4.1.3. Необхідна ознака збіжності ряду
- •4.1.4. Залишок ряду
- •4.1.5. Ряди з невід’ємними членами, критерій збіжності
- •4.2. ОЗНАКИ ЗБІЖНОСТІ ЧИСЛОВИХ РЯДІВ ІЗ НЕВІД’ЄМНИМИ ЧЛЕНАМИ
- •4.2.1. Інтегральна ознака Коші
- •4.2.2. Ознаки порівняння
- •4.2.3. Ознака Д’Аламбера
- •4.2.4. Радикальна ознака Коші
- •4.3. ЗНАКОПОЧЕРЕЖНІ РЯДИ
- •4.3.1. Абсолютна та умовна збіжність
- •4.3.2. Ознака Лейбніца
- •4.3.3. Властивості абсолютно збіжних рядів
- •Питання для самоперевірки
- •4.4. ФУНКЦІОНАЛЬНІ РЯДИ
- •4.4.1. Область збіжності
- •4.4.2. Рівномірна збіжність функціонального ряду
- •4.4.3. Ознака Вейєрштрасса
- •4.4.4. Властивості рівномірно збіжних рядів
- •4.5. СТЕПЕНЕВІ РЯДИ
- •4.5.1. Означення степеневих рядів. Перша теорема Абеля
- •4.5.2. Радіус збіжності ряду
- •Формула Д’Аламбера
- •Формула Коші-Адамара
- •Розвинення у степеневий ряд деяких елементарних функцій
- •4.5.6. Застосування степеневих рядів
- •СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
|
|
|
|
|
¥ |
|
|
|
2n + 3 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Приклад 4.7. Дослідимо ряд å |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
||||
|
3 |
|
- 3n |
2 |
+ n - |
7 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
n =1 n |
|
|
|
|
|
2 + (3 / n) |
|
||||||
|
► Загальний член ряду можна подати у вигляді |
|
||||||||||||||||
|
n2 - 3n +1 |
- (7 / n) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
та знаменник nна). |
|
|
|||||||||||
(поділивши чисельник |
Тепер очевидно, що |
|||||||||||||||||
lim |
un |
= 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
n®¥ 1/ n2 |
¥ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Оскільки ряд å |
збігається (р = 2 >1), то за теоремою 3 збі- |
||||||||||||||||
|
2 |
|||||||||||||||||
|
|
|
n=1 n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гається і даний ряд. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
4.2.3. Ознака Д’Аламбера |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¥ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теорема 4. Якщо для ряду åun , |
un > 0, існує границя: |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
n =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
lim |
un+1 |
|
= l, |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
n®¥ un |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
то при l < 1 ряд збігається, а при l > 1 розбігається |
|
|
w а) припустимо, що l < 1. Оберемо число q так, що l < q < 1. Тоді можна знайти такий номерN, що для усіх n >N виконується нерів-
ність < q Þ un < qun – 1. Застосовуючи цю нерівність для n = N + 1, n = N + 2, ... одержуємо:
uN +1 < quN , uN +2 < quN +1 < q2uN , ...,uN + k < q k uN ,... .
¥¥
Ряд åqk uN |
= uN åqk збігається (як геометрична прогресія із зна- |
k =1 |
k =1 |
менником, меншим за одиницю), тому за теоремою 2 пункту 4.2.2 збіга-
¥ ¥
ється і ряд åu N +k , і, як наслідок, збігається і ряд åun (за теоремою 1
|
|
|
k =1 |
n=1 |
пункту 4.1.2); |
|
|||
|
un |
б) |
припустимо, що l > 1 тоді для усіх n, більших деякого N, |
|
|
>1, |
отже, un > un – 1. Із урахуванням знакододатності ряду з цього |
||
|
|
|||
|
un - 1 |
|
|
|
випливає, що |
lim un ¹ 0, тобто ряд розбігається(не виконується необ- |
n ® ¥
хідна умова збіжності). £
ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”
116
Зауваження. При l = 1 ознака Д’Аламбера не дає відповіді на запитання про збіжність ряду(ряд у цьому випадку може бути як розбіжним, так і збіжним).
Приклад 4.8. За ознакою Д’Аламбера дослідимо збіжністьря
¥ |
3 |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ду å |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
n=1 |
n! |
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
n+1 |
|
æ |
n+1 |
|
3 |
n ö |
|
|
n+1 |
× |
n! |
|
3 |
|
||||
|
|
|
► lim |
|
= limç |
3 |
|
: |
|
÷ = lim |
3 |
|
= lim |
= 0 <1. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
un |
|
ç |
(n +1)! |
|
|
÷ |
|
×(n +1)! |
n®¥ n +1 |
|||||||||
|
|
|
n®¥ |
n®¥ |
è |
|
n! ø |
n®¥ |
3 |
Отже, ряд збігається (враховуємо, що (п + 1)! = п!(п + 1)). <
4.2.4. Радикальна ознака Коші
¥
Теорема 5. Якщо для ряду åun , ип ≥ 0 існує границя
n = 1
lim n un = l,
n®¥
¥
то при l < 1 ряд åun збігається, а при l > 1 розбігається
n =1
w а) припустимо, що l < 1. Оберемо число q таке, що l < q < 1. Тоді можна знайти такий номерN, що для всіх n > N виконується не-
¥
рівність nun < q Þ un < qn. Оскільки ряд åqn збігається, то за пер-
n = 0
¥
шою ознакою порівняння збігається і рядåuN + k , тоді за теоремою 1
k =1
¥
пункту 4.1.2 збігається ряд åun ;
n=1
б) припустимо тепер, що l > 1, тоді для усіх п, більших деякого N, nun > 1, тобто ип > 1. Отже, не виконується необхідна умова збіж-
¥
ності, і ряд åun розбігається. £
n = 1
Зауваження 1. Також, як в ознаці Д’Аламбера, при l = 1 радикальна ознака Коші не дає відповіді на запитання про збіжність ряду.
Зауваження 2. Якщо для одного й того ж ряду існують границі за ознаками Д’Аламбера та Коші, то вони дорівнюють одна одній.
ДВНЗ “Українська академія банківської справи НБУ”
117