Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Lekcii.Vysshaya matematika (2 semestr).pdf
Скачиваний:
458
Добавлен:
20.02.2016
Размер:
2.84 Mб
Скачать

© БГЭУ Лекция № 11

Некоторые примеры

проф. Дымков М.П. 1

1.Пользуясь необходимым признаком сходимости

ряда, установить, сходится или расходится ряд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n 1

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5n +

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n 1

 

 

= lim

 

 

 

 

 

2 n

 

2

 

lim

=

 

 

 

 

 

 

 

n

= lim

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ 5n + 2

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

2 n→∞

 

2

5

 

 

 

 

 

 

 

5 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

5

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

Поскольку

 

lim

an =

 

0,

 

 

 

 

то по

следствию из

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

необходимого признака сходимости, данный ряд расходится.

2. Пользуясь признаками сравнения, исследовать на сходимость

 

 

5

n

 

 

 

 

 

 

5

n

 

 

 

 

5

 

25

+K .

 

 

1)

 

 

 

;

 

Имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

=

+

 

 

1+ 25n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

626

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

n=11+ 25n

 

 

 

 

 

 

 

Заметим,

что

 

 

5n

 

 

5n

 

 

 

 

1 n

,

n

=

1,

2, 3,

… .

 

 

 

<

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+ 25n

 

25n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку больший

ряд

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

есть

сходящийся

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

геометрический

ряд

 

 

qn (

 

q

 

<1),

 

то

по

первому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

признаку

сравнения

 

меньший

 

 

ряд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 25n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=11

сходится.

© БГЭУ Лекция № 11

 

 

 

 

 

Некоторые примеры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проф. Дымков М.П.

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n3 + n

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравним исходный ряд

 

 

an =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

n=1 2n3 + n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со сходящимся рядом

b

 

= ∑

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1 n

 

 

n=1 n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(ряд

 

 

 

 

 

сходится, если р > 1 расходится, если р ≤ 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1 n p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

n3 + n2

 

 

 

 

 

 

 

a

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L =

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= lim

2n

3

+ n

1

 

1

 

=

lim

 

2n

2

+ n

=

 

=

n→∞ bn

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n3 1+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ n

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

n3

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

2 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку

L 0, L ≠ ∞, то ряды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

an

и bn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

n=1

 

 

 

 

сходятся или расходятся одновременно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ряд

 

 

 

 

 

 

 

сходится, значит, исходный ряд также

 

 

 

 

 

bn

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сходится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Пользуясь признаком Даламбера, исследовать

 

на сходимость

 

 

 

 

 

 

 

4n

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n3n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

© БГЭУ Лекция № 11 Некоторые примеры проф. Дымков М.П. 3

Здесь an =

 

4n

 

,

an+1

=

 

 

 

 

 

 

 

4n+1

 

 

.

 

 

Находим

 

 

 

 

n3n

 

(n +1)3n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l = lim

an+1

=

 

lim

 

 

 

4n+1 n 3n

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

+

)

n+1

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

a

n

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

n

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4n4n 3n

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

= .

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

(n +1)3n3 4n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

3 n→∞ n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

4

lim

 

 

 

 

n 1

 

 

=

 

4

 

lim

 

 

1

 

 

 

 

 

=

 

 

4

1

=

4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

 

 

 

3 n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 n→∞

1

+

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Пользуясь признаком Коши, исследовать на

сходимость

 

 

 

1 n

+1 n2

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь an =

 

1

 

n +1 n2

. Для применения признака

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коши сходимости числового ряда найдем

 

 

l = lim n an = lim

n

1 n

+

1 n2

 

=

 

 

lim

1

n

+1

n

2n

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

n

 

=

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 n

 

 

1

 

e.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

1 +

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку

e 2,72 , то l >1, значит, по признаку Коши

ряд расходится.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

© БГЭУ Лекция № 11 Некоторые примеры проф. Дымков М.П. 4

5. Пользуясь интегральным признаком,

исследовать на сходимость

2n

 

.

 

n4 + 4

 

n=1

 

Исследуем на сходимость несобственный интеграл

+∞

2xdx

1

 

 

x4 + 4

B

= lim

B→+∞ 1

=

 

 

 

 

 

d (x)2

 

 

lim (arctgx2 )

 

B

 

 

 

 

 

=

 

=

(x2 )2 +

22

 

B→+∞

 

1

lim (arctgB arctg1) =

B→+∞

= lim

arctgB lim

arctg1 =

π

π

= π .

 

 

B→+∞

B→+∞

 

2

 

4

 

4

 

 

Значит,

несобственный интеграл

 

+∞

 

2xdx

сходится,

 

 

 

 

 

 

x4

+ 4

 

 

 

 

 

 

1

 

 

поэтому сходится и исходный числовой ряд.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]