
- •МАТЕМАТИКА
- •ПЛАНЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Раздел. I. ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА
- •Тема 1. Линейная алгебра
- •1.1. Вычисление определителей
- •1.1.1. Типовые примеры
- •1.1.2. Контрольные вопросы
- •1.1.3. Практические задания
- •1.2. Действия над матрицами
- •1.2.1. Типовые примеры
- •1.2.2. Контрольные вопросы
- •1.2.3. Практические задания
- •1.3. Решение систем линейных алгебраических уравнений.
- •1.3.1. Типовые примеры
- •1.3.2. Контрольные вопросы
- •1.3.3. Практические задания
- •Тема 2. Векторная алгебра
- •2.1. Векторы. Линейные операции над векторами.
- •2.1.1. Типовые примеры
- •2.1.2. Контрольные вопросы
- •2.1.3. Практические задания
- •2.2. Произведения векторов
- •2.2.1. Типовые примеры
- •2.2.2. Контрольные вопросы
- •2.2.3. Практические задания
- •2.3. Комплексные числа
- •2.3.1. Типовые примеры
- •2.3.2. Контрольные вопросы
- •2.3.3. Практические задания
- •Тема 3. Аналитическая геометрия
- •3.1. Основные задачи аналитической геометрии
- •3.1.1. Типовые примеры
- •3.1.2. Контрольные вопросы
- •3.1.3. Практические задания
- •3.2. Кривые второго порядка
- •3.2.1. Типовые примеры
- •3.2.2. Контрольные вопросы
- •3.2.3. Практические задания
- •Раздел. II. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
- •Тема 4. Предел функции
- •4.1. Элементы теории множеств. Понятие функции
- •4.1.1. Типовые примеры
- •4.1.2. Контрольные вопросы
- •4.1.3. Практические задания
- •4.2. Теория пределов
- •4.2.1. Типовые примеры
- •4.2.2. Контрольные вопросы
- •4.2.3. Практические задания
- •4.3. Предел и непрерывность функции
- •4.3.1. Типовые примеры
- •4.3.2. Контрольные вопросы
- •4.3.3. Практические задания
- •Тема 5. Дифференциальное исчисление
- •5.1. Вычисление производных
- •5.1.1. Типовые примеры
- •5.1.2. Контрольные вопросы
- •5.1.3. Практические задания
- •5.2. Исследование функций на экстремумы и интервалы монотонности
- •5.2.1. Типовые примеры
- •5.2.2. Контрольные вопросы
- •5.2.3. Практические задания
- •5.3. Исследование функций двух переменных
- •5.3.1. Типовые примеры
- •5.3.2. Контрольные вопросы
- •5.3.3. Практические задания
- •Тема 6. Интегральное исчисление
- •6.1. Решение задач на нахождение неопределенных интегралов. Нахождение неопределенных интегралов различными методами
- •6.1.1. Типовые примеры
- •6.1.2. Контрольные вопросы
- •6.1.3. Практические задания
- •6.2. Вычисление определенных интегралов. Приложения определенного интеграла. Исследование сходимости несобственных интегралов
- •6.2.1. Типовые примеры
- •6.2.2. Контрольные вопросы
- •6.2.3. Практические задания
- •7.1. Сходимость знакоположительных рядов
- •7.1.1. Типовые примеры
- •7.1.2. Контрольные вопросы
- •7.1.3. Практические задания
- •7.2. Исследование сходимости знакочередующихся рядов
- •7.2.1. Типовые примеры
- •7.2.2. Контрольные вопросы
- •7.2.3. Практические задания
- •Тема 8. Функциональные ряды
- •8.1. Нахождение интервала и радиуса сходимости степенных рядов
- •8.1.1. Типовые примеры
- •8.1.2. Контрольные вопросы
- •8.1.3. Практические задания
- •Раздел. IV. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАТЕМАТИКА
- •Тема 9. Численные методы
- •9.1. Нахождение корней уравнений итерационным методом
- •9.1.1. Типовые примеры
- •9.1.2. Контрольные вопросы
- •9.1.3. Практические задания
- •9.2. Примеры численного интегрирования
- •9.2.1. Типовые примеры
- •9.2.2. Контрольные вопросы
- •9.2.3. Практические задания
- •9.3. Примеры численного интерполирования
- •9.3.1. Типовые примеры
- •9.3.2. Контрольные вопросы
- •9.3.3. Практические задания
- •Раздел. V. ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА
- •Тема 10. Случайные события
- •10.1. Задачи на вычисление классической вероятности и относительной частоты
- •10.1.1. Типовые примеры
- •10.1.2. Контрольные вопросы
- •10.1.3. Практические задания
- •Тема 11. Случайные величины
- •11.1. Законы распределения случайной величины
- •11.1.1. Типовые примеры
- •11.1.2. Контрольные вопросы
- •11.1.3. Практические задания
- •Тема 12. Математическая статистика
- •12.1. Методы математической статистики
- •12.1.1. Типовые примеры
- •12.1.2. Контрольные вопросы
- •12.1.3. Практические задания
- •РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

7.1.3. Исследовать по признаку Коши сходимость рядов:
∞ |
|
|
2n +1 n |
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
4n +1 n |
|
|
|
||||||||||
а) ∑ |
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
б) ∑ |
n + 2 |
. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
n=1 |
|
4n + 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=1 |
|
|
|
|
|
|||||||||
7.1.4. Исследовать по интегральному признаку ряды: |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
∞ |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
1 |
|
|
|
|
а) ∑ |
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) ∑ |
|
|
. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
n=2 nln |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=2 n ln n |
|
|
|
|
|||||||||||
7.1.5. Исследовать на сходимость числовые ряды: |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
∞ |
|
|
|
|
n |
|
|
∞ |
|
2n |
2 |
|
+1 |
|
|
|
|
|
∞ |
1 |
|
|
||||
а) ∑ |
|
|
|
|
|
; |
б) ∑ |
|
|
|
|
; |
|
|
|
в) ∑ |
|
; |
||||||||
|
|
|
2 |
+ n + |
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
4n + |
|
||||||||||
n=1 n |
|
|
n=1 n |
+ 3n +1 |
|
|
|
n=1 |
n |
|||||||||||||||||
∞ |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
n +1 . |
||
г) ∑ |
|
|
|
|
|
; |
|
д) ∑ |
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
е) ∑ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
n=1 |
|
3 n2 + n |
|
|
n=1 |
2n −1 |
|
|
|
|
|
|
n=1 |
n |
|
|
7.2. Исследование сходимости знакочередующихся рядов
7.2.1. Типовые примеры
Пример 7.2.1. Исследовать на сходимость знакочередующийся ряд
∞ |
n |
1 |
|
|
|
|
∑(−1) |
|
. |
|
|
||
|
2 |
|
|
|||
n=1 |
|
n |
|
|
||
|
|
|
∞ |
1 |
|
|
Решение. Составим ряд из модулей членов данного ряда ∑ |
. |
|||||
2 |
||||||
|
|
|
n=1 |
n |
Это знакоположительный ряд, который относится к обобщенному гармоническому ряду. Он сходится, так как p = 2 >1. По теореме об абсолютной схо-
∞ |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
димости знакопеременного ряда ряд ∑(−1)n |
|
|
также сходится. |
|
|
||||
n2 |
|
|
|||||||
n=1 |
|
|
|
|
|
|
|||
Пример 7.2.2. Исследовать на сходимость знакочередующийся ряд |
|||||||||
∞ |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
∑(−1)n+1 |
|
. |
|
|
|
|
|||
n |
3 |
|
|
|
|
||||
n=1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
∞ |
n |
|
|
Решение. Составим ряд из модулей членов данного ряда ∑ |
|
. |
|||||||
|
3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
n=1 n |
+1 |
83
Для его исследования применим признак сравнения в предельной форме.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
∞ |
|
n |
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Подберем ряд для сравнения ∑vn = ∑ |
= ∑ |
1 |
. Это обобщенный гармони- |
|||||||||||||||||||||||||||||||
3 |
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=1 |
n=1 n |
|
|
|
n=1 n |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ческий ряд с p = 2 >1, следовательно, сходящийся. Вычислим предел |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
lim |
|
u |
n |
|
|
= lim |
|
n |
|
|
|
|
|
n2 |
=1 ≠ 0, ∞. |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
∞ |
n→∞ vn |
|
|
|
n→∞ n3 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Это значит, что ряд ∑ |
|
|
|
|
|
является сходящимся, а знакочередующийся ряд |
||||||||||||||||||||||||||||
|
n |
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
n=1 |
|
|
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
∞ |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑(−1)n+1 |
|
|
сходится абсолютно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
n |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
n=1 |
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пример 7.2.3. Исследовать на сходимость знакочередующийся ряд |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
(−1)n 2n |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
n + 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
2 |
n |
|
|
|
Решение. Составим ряд из модулей членов данного ряда ∑ |
|
|
|
и при- |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=1 n + |
2 |
|
|
||
меним к нему признак Даламбера |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
D = lim |
u |
n+1 |
= lim |
2n+1 (n + 2) |
= 2 >1. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(n |
|
3) 2n |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n→∞ |
|
|
un n→∞ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Следовательно, этот ряд расходится, но так как был использован признак |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Даламбера, то нарушен необходимый признак сходимости ряда, то есть |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
2n |
|
|
≠ 0 . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
(−1)n |
|
|
|
n→∞ n + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
∞ |
|
2n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Следовательно, ряд ∑ |
|
|
n + 2 |
|
– расходится. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
n=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Пример 7.2.4. Исследовать на сходимость знакочередующийся ряд |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
(−1) |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
n+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n=1 |
5n + 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. Составим ряд из модулей членов данного ряда
84

|
|
∞ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
n=1 5n + 2 |
|
|
|
|
|
|||||
и применим к нему признак сравнения. Ряд для сравнения |
|
|
||||||||||
|
|
∞ |
∞ |
|
|
|
|
|
||||
|
|
∑vn = ∑1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
n=1 |
n=1 n |
|
|
|
|
|
||||
расходится и предел |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
lim |
un |
= lim |
1 |
|
|
n = |
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|||||
n→∞ vn n→∞ 5n + 2 |
1 |
|
|
|
||||||||
не равен нулю и бесконечности. Следовательно, расходится также ряд |
||||||||||||
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
∑n=1 |
1 |
. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
5n + 2 |
|
|
|
|
|
|||||
Так как исследование знакоположительного ряда проводилось по призна- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
(−1) |
n+1 |
|
|
ку сравнения, то к знакочередующемуся ряду ∑ |
|
|
применим признак |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
n=1 |
5n + |
2 |
|
Лейбница. Условия признака:
1) 17 >121 > 171 >... монотонно убывают,
2) lim |
1 |
= 0 |
|
||
n→∞ 5n + 2 |
|
выполняются, значит, ряд сходится. Но так как ряд из модулей его членов рас-
ходится, то ряд ∑∞ (−1)n+1 сходится условно. n=1 5n + 2
7.2.2. Контрольные вопросы
1)Какой ряд называется знакочередующимся?
2)Сформулируйте признак Лейбница о сходимости знакочередующегося ряда.
3)Сформулируйте признак абсолютной сходимости знакочередующегося ряда.
4)Какой знакочередующийся ряд называется абсолютно сходящимся?
5)Какой знакочередующийся ряд называется условно сходящимся?
6)Приведите последовательность исследования знакочередующихся рядов на сходимость (схему исследования)?
85