Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

IDZ_VysshMatematTerehov

.pdf
Скачиваний:
65
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
8.13 Mб
Скачать

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 1

1. Написать первые пять членов данных рядов. Проверить выполнение необ-

1

 

2n

 

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

;

б)

.

n 5n

3n + 1

n =1

 

n =1

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

( 1 )

n

1

 

 

а)

 

;

б)

 

.

22 n

 

( n + 1 )( n + 2 )

n =1

 

 

n =1

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

1

 

1

 

 

а)

;

б)

 

.

n2 + ln n

( n + 1 )ln ( n + 1 )

n =1

 

n =1

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

2

n

 

 

n!

 

а)

 

 

;

б)

.

 

 

 

 

n =1

n +

1

 

n =1

n2 + 2

5. Исследовать ряды на сходимость, используя интегральный признак Коши:

 

1

 

1

 

 

а)

 

;

б)

 

.

3

( 2n + 3 )

( n + 1 )ln 2 ( n + 1 )

n =1

 

n =1

 

6. Записать общий член ряда в случае а) и исследовать ряды на сходимость, используя признак Лейбница (в случаях а) и б)):

 

1

 

1

 

1

 

1

 

1

 

 

(

 

n

 

 

 

 

 

 

а)1

+

+

+ ... ;

б)

 

1 ) n

.

 

 

 

 

 

 

2 3 4 5 6

 

n =1

 

n4 + 1

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

n

 

 

 

(1)

n

x

2 n

а) ( x + 1) + ( x + 1) 2 + ( x + 1) 3 + ... ;

б)

 

 

 

;

 

в)

 

 

.

n 2 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

n =1

5n 6

8. а) Разложить функцию f (x) в ряд Тейлора ( при

x0 0 )

или ряд Маклорена

( при x0 = 0 ); б) разложить данную функцию

 

f (x) в ряд Маклорена, используя

стандартные разложения: а) f (x) = x 2 cos x ;

x0 = 0 ;

 

б) f (x) = ln ( 3x ) .

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда:

y '' = x y 2 y ' ; y(0) = 2 ; y ' (0) = 1.

10, 11. а) Разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах; б) разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах либо по косинусам, либо по синусам (указано в скобках).

а)

f (x) = x 2 ; x ( π ; π ];

б)

f (x) = x + 1 ;

x ( π ; π ) (по синусам).

11. а)

f (x) = x, 0 < x 1

;

б)

f (x) = 1,

2 < x 0

(по косинусам).

 

2 x, 1 < x 2

 

 

x,

0 < x 2

 

280

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 2

1. Написать первые пять членов данных рядов. Проверить выполнение необ-

1

 

3

n

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

;

б)

 

 

.

3 ( n + 1 )2

n + 1

n =1

 

n =1

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

5

 

 

а) 22 n ;

б)

 

.

( n + 1 )( n + 3 )

n =1

n =1

 

 

 

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

1

 

ln (n + 2 )

 

а)

 

;

б)

.

n2

 

 

n =1

n + 1

 

n =1

n

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

5

n

 

n + 3

 

а)

 

;

б)

.

n

 

n =1

 

n =1

n!

 

 

 

 

 

5. Исследовать ряды на сходимость, используя интегральный признак Коши:

1

 

1

 

 

а)

;

б)

 

.

( n + 2 ) n + 2

( n + 1 )ln ( n + 1 )

n=1

 

n =1

 

6. Записать общий член ряда в случае а) и исследовать ряды на сходимость, используя признак Лейбница (в случаях а) и б)):

 

1

 

1

 

 

1

 

( 1 )

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) 1

+

+ ... ; б)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

8n +

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

9

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

(1) n xn

 

а) ( x 2) + ( x 2) 2 + ( x 2) 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ ... ;

 

б)

 

2n sin

 

 

 

;

в)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

3 n

 

 

 

n=1

7n 11

 

8. а) Разложить функцию f (x) в ряд Тейлора

( при x0 0 ) или ряд Маклорена

( при x0 = 0 ); б) разложить данную функцию f (x)

в ряд Маклорена, используя

стандартные разложения: а) f (x) = esin x ; x0 = 0 ;

б) f (x) = 3 x 2 .

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда: y ' = x 2 + y3 ; y(1) = 1. 10, 11. а) Разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах; б) разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах либо по косинусам, либо по синусам (указано в скобках).

а) f (x) = 2 x + 1; x ( π ; π ];

б) f (x) = x + π ; x ( 0; π ) (по косинусам).

11. а) f (x) = e x ; x ( 1; 1 ];

б) f (x) = 2,

0 < x 1

(по синусам).

 

x,

1 < x 2

 

281

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 3

1. Написать первые пять членов данных рядов. Проверить выполнение необ-

 

3

+ 2

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

1 ;

б)

n

 

.

 

 

 

n =1

n

n =1

ln n

 

 

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

6

 

а) 52 n ;

б)

 

.

9n2

+ 12n 5

n =1

n =1

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

1

 

6

n +1

 

а)

;

б)

 

.

n2 + 2 ln n

n + 1

n =1

 

n =1

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

3

n

 

(n + 1)!

 

а)

 

;

б)

.

2n (2n + 1)

 

n =1

 

n =1

3n (n + 2)

5. Исследовать ряды на сходимость, используя интегральный признак Коши:

1

 

1

 

 

а)

;

б)

 

.

( n + 1 )2

( n + 3 )ln ( n + 3 )

n=1

 

n =1

 

6. Записать общий член ряда в случае а) и исследовать ряды на сходимость, используя признак Лейбница (в случаях а) и б)):

 

1

 

 

1

 

 

1

 

 

1

 

n

 

 

 

 

 

 

а)

 

+

+ ... ;

б)

( 1 ) (2n + 1) .

 

 

 

 

 

 

2

4

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

n =1

n (n + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

1

 

 

 

(n 3)

3

(x + 3)

2 n

а)

+

+

 

+ ... ;

б)

(n + 1)!x n ;

в)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x 2

 

 

 

x3

n =1

 

n =1

2 n + 3

 

 

8. а) Разложить функцию f (x) в ряд Тейлора ( при x0

0 ) или ряд Маклорена

( при

x0

= 0 ); б) разложить данную функцию f (x) в ряд Маклорена, используя

стандартные разложения:

а) f (x) = sin(2x) ; x0 = π / 4 ;

б) f (x) = ln ( 4x ).

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда:

y ' = − xy 2 + 2 cos x ; y(0) = 1.

10, 11. а) Разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах; б) разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах либо по косинусам, либо по синусам (указано в скобках).

а)

f (x) = x + 1;

x ( π ; π ];

б) f (x) = 1,

0 < x π / 2

; (по косинусам).

 

 

 

 

 

 

x ( 2; 2 ] ;

x,

π / 2 < x π

 

11. а)

f (x) =

 

x

 

;

б) f (x) = 3x ;

x ( 0; 1 ) ; (по синусам).

 

 

282

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 4

1. Написать первые пять членов данных рядов. Проверить выполнение необ-

2n 1

 

5n + 2

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

;

б)

.

3n

 

 

n =1

 

n =1

n + 1

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

( 1 )

n

6

 

а)

 

;

б)

.

9 n

 

9n2 + 6n 8

n =1

 

 

n =1

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

1

 

(n + 2)!

 

а)

;

б)

.

n 2n

 

n =1

 

n =1

n + 1

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

 

π

 

 

2n (n3 + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

n sin

 

 

;

б)

 

 

.

 

n =1

3n

 

 

n =1

(n + 1)!

 

5. Исследовать ряды на сходимость, используя интегральный признак Коши:

1

 

1

 

а)

;

б)

.

n2 + 1

n ln 2 n

n=1

 

n = 2

 

6. Записать общий член ряда в случае а) и исследовать ряды на сходимость, используя признак Лейбница (в случаях а) и б)):

 

 

1

 

1

 

1

 

1

 

1

 

(

 

n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

а)1

+

+

+ ... ;

б)

1 )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln (n + 1)

 

 

 

 

 

 

 

3

5

7

9

11

n =1

 

 

 

 

 

 

 

7.

Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

n

 

 

 

(1)

n

(x + 3)

n

 

а) x2 + x4 + x6 + ... ;

б)

 

 

;

 

в)

 

 

.

 

n!

 

 

5n (n + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

n =1

 

 

8.

а) Разложить функцию

f (x) в ряд Тейлора ( при

x0 0 ) или ряд Маклорена

( при x0 = 0 ); б) разложить данную функцию f (x)

в ряд Маклорена, используя

стандартные разложения: а) f (x) = ln (e x + x ); x0

= 0 ;

б) f (x) =

sin x x

.

 

 

 

 

x3

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда: y' = 2y + x 1; y(1) = 0 . 10, 11. а) Разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах; б) разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах либо по косинусам, либо по синусам (указано в скобках).

а)

f (x) = x ;

x ( π ; π ];

 

б) f (x) =

1,

0 < x 1

(по синусам).

 

f (x) =

2 x + 1,

1 < x 0

 

 

2x,

1 < x π

 

11. а)

;

б) f (x) = 5x ; x ( 0; π ) (по косинусам).

 

 

 

1,

0 < x 1

 

 

 

 

 

283

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 5

1. Написать первые пять членов данных рядов. Проверить выполнение необ-

 

π

 

 

 

n3 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

 

sin

 

 

;

б)

 

 

 

.

 

n =1

3 n

 

 

n =1

ln n

 

2.

Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

а) 7n ;

б)

 

 

 

.

 

4n2 + 8n +

3

 

n =1

 

 

 

n =1

 

3.

Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

sin (2 / n)

 

ln (n + 2 )

 

 

 

 

 

а)

;

б)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

2 n

n =1

2 n + 3

 

 

 

4.

Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

 

2 n

 

 

(2n + 2)!

 

 

 

а)

;

б)

.

 

 

 

 

n =1

3 n

n =1

(3n + 5) 2 n

 

 

 

5. Исследовать ряды на сходимость, используя интегральный признак Коши:

1

;

 

 

а)

б) arctg n .

n=1

( n + 1 ) 5

n + 1

n =1

n2 + 1

 

6. Записать общий член ряда в случае а) и исследовать ряды на сходимость, используя признак Лейбница (в случаях а) и б)):

 

1

 

4

 

9

 

16

 

n

 

а)

+

+ ... ;

б)

( 1 )

.

3

9

27

 

81

n ln(n + 1)

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

1

а) x + 2x2 + 3x3 + 4x4 + ... ;

б)

n!x n

 

n =1

8. а) Разложить функцию

f (x) в ряд Тейлора

( при x0 = 0 ); б) разложить данную функцию

стандартные разложения: а) f (x) =

1

 

; x0

e x + 1

 

 

 

(1)

n

(x 3)

n

;

в)

 

 

.

(n + 1) 9n

 

 

n =1

 

 

( при

x0 0 ) или ряд Маклорена

f (x) в ряд Маклорена, используя

= 0 ;

б) f (x) =

1 cos(2x)

.

 

 

 

x

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда: y ' = x e y + y ; y(0) = 1. 10, 11. а) Разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах; б) разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах либо по косинусам, либо по синусам (указано в скобках).

 

2,

 

π < x 0

 

 

 

а)

 

 

 

 

;

б) f (x) = 1 x ;

x ( 0; π ) (по косинусам).

f (x) =

x 2

,

0 < x π

 

 

 

 

 

11. а)

 

 

 

x ( 1; 1 ];

 

 

x ( 0; 3 ] (по синусам).

f (x) = 2x ;

 

 

б) f (x) = x + 3 ;

284

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 6

1. Написать первые пять членов данных рядов. Проверить выполнение необ-

 

 

π

 

 

 

4n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

 

sin

 

 

;

б)

n =1 (3 n 1) (2n + 1)

.

 

n =1

5 n

 

 

 

2.

Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

 

 

 

 

 

 

 

(

1 )

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

9n2 + 3n 2

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

3.

Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

 

 

 

 

 

 

5

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

n2 +

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

 

 

 

 

 

 

 

3

n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

arctg (5 / n)

.

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

n +

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Исследовать ряды на сходимость, используя интегральный признак Коши:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

б)

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( n + 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n ln n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

n + 2

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Записать общий член ряда в случае а) и исследовать ряды на сходимость,

используя признак Лейбница (в случаях а) и б)):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

+ ...;

 

 

б)

( 1 )

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

2 3

 

3

 

4

 

 

 

n =1 (n + 1) 2

2 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

sin (2x)

 

 

 

sin (3x)

 

 

 

 

 

 

 

(1)

n

(x + 4)

n

 

а)

+

+

 

+ ...;

б)

n!

;

 

 

 

 

в)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n + 2) 5n

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

27

 

 

n =1

x n

 

 

 

 

n =1

 

 

8.

а) Разложить функцию

f (x)

в ряд Тейлора ( при

x0 0 ) или ряд Маклорена

( при x0

= 0 ); б) разложить данную функцию

f (x) в ряд Маклорена, используя

стандартные разложения: а) f (x) = arccos x ; x0 = 0 ;

б) f (x) = ln ( x2 + 3x + 2 ).

 

 

9.

Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного

ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y '' = x y + (y ' )2 ; y(0) = 4 ;

y ' (0) = −2 .

 

 

 

 

 

10, 11. а) Разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах; б) разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах либо по косинусам, либо по синусам (указано в скобках).

а)

x,

π < x 0

;

б)

f (x) = x 2 ;

x ( 0; π ) (по синусам).

f (x) =

0,

0 < x π

 

 

 

 

 

x ( 0; 2 ] (по косинусам).

11. а)

f (x) = x + 1 ;

x ( 1; 1 ];

 

б)

f (x) = 2x ;

285

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 7

1. Написать первые пять членов данных рядов. Проверить выполнение необ-

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

n

2

+ 1

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

 

 

;

б)

 

.

 

3n2 n + 1

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

n =1

ln n

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) 8n ;

 

б) [1/(n2 + n 2)] .

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

 

 

 

1

 

 

π

 

 

 

 

 

 

а)

 

;

б) tg

 

 

.

 

 

 

 

 

 

(3n + 5) 2n

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

n =1

 

3 n

 

 

 

 

 

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

 

 

 

 

 

 

 

(3n ).

 

 

 

 

 

 

а) (n2 / 5n+1 ) ;

 

б) n!tg

 

 

 

 

 

 

n=1

 

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Исследовать ряды на сходимость, используя интегральный признак Коши:

 

1

 

 

1

 

а)

 

 

;

б)

.

n (1

+ ln n )

(n + 1) (n + 3)

n=1

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

6. Записать общий член ряда в случае а) и исследовать ряды на сходимость, используя признак Лейбница (в случаях а) и б)):

 

12

 

13

 

 

14

 

 

15

 

16

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

+

 

+

+ ... ;

б)

( 1 )

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n + 1) 3 n

 

 

 

 

 

 

5

6

 

7

 

8

9

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

а) x

+ x

2

+ x

3

 

 

 

 

1

 

 

 

(1)

n

(x 1)

2 n

 

 

+ ... ;

 

б)

 

 

;

в)

 

 

.

2

 

 

3

 

 

4

 

 

 

n =1

(2n 1) xn

 

 

n=1

 

n8 n

 

 

8. а) Разложить функцию f (x)

в ряд Тейлора ( при x0 0 ) или ряд Маклорена

( при x0

= 0 ); б) разложить данную функцию f (x)

 

в ряд Маклорена, используя

стандартные разложения: а) f (x) = sec x ;

x0 = 0 ;

 

б)

f (x) = 1/

4 + x .

 

 

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда:

y '' = y y ' x 2 ; y(0) = 1; y ' (0) = 1.

10, 11. а) Разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах; б) разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах либо по ко-

синусам, либо по синусам (указано в скобках).

а)

1,

π < x 0

;

б) f (x) = 1 + x ; x ( 0; π ) (по косинусам).

f (x) =

x,

0 < x π

 

 

 

 

11. а)

f (x) = 2x + 1;

x ( 1; 1 ];

б) f (x) = x 2 ; x ( 0; 1 ] (по синусам).

286

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 8

1. Написать первые пять членов данных рядов. Проверить выполнение необ-

n

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

;

n + 3

n =1

 

n3

 

б)

 

 

.

ln n + 1

n =1

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

а) (1)n 3n ;

б) [24 /(9n2 12n 5)] .

n=1

n=1

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

1

 

 

 

2π

а)

 

 

;

б) tg

 

.

3n2

 

 

n =1

+ 1

n =1

 

n

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

2

n

 

1 3 5 ... (2n 1)

 

а)

 

;

б)

.

n =1

n!

 

n =1

3 n (n + 1)!

5. Исследовать ряды на сходимость, используя интегральный признак Коши:

n

 

 

1

 

а)

;

б)

 

.

n2

+ 1

 

 

n=1

 

n =1

(n + 3)

 

n + 3

6. Записать общий член ряда в случае а) и исследовать ряды на сходимость, используя признак Лейбница (в случаях а) и б)):

 

1

 

1

 

1

 

 

 

( 1 )n

 

 

 

 

 

а)1

 

+

 

 

 

+ ... ;

б)

 

 

.

 

 

 

 

24

34

44

ln (n

+ 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

( x 2)

2

 

( x 2) 3

xn

 

 

(1) n (2n + 3)

 

а) ( x 2) +

 

 

 

 

 

+

 

+ ... ; б)

 

;

 

в)

 

 

.

 

 

2

 

3

n + 4

 

(n + 1)5 x 2 n

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

n =1

 

8. а) Разложить функцию f (x) в ряд Тейлора ( при

x0 0 )

или ряд Маклорена

( при x0

= 0 ); б) разложить данную функцию

f (x) в ряд Маклорена, используя

стандартные разложения: а) f (x) = 9 + x 2 ; x0 = 0 ;

б) f (x) = x sin ( 2x ) .

 

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда:

y '' = − x y ; y(0) = 1; y ' (0) = 0 .

10, 11. а) Разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах; б) разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах либо по косинусам, либо по синусам (указано в скобках).

а)

1

x, π < x 0

;

б)

 

x

;

x ( 0; π ) (по синусам).

f (x) =

2,

0 < x π

f (x) =

 

2

 

 

 

 

 

 

 

11. а)

f (x) = x ;

x ( 3; 3 ];

 

б)

f (x) = x 2 ;

x ( 0; 1 ] (по косинусам).

287

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 9

1. Написать первые пять членов данных рядов. Проверить выполнение необ-

(n + 1)

2

 

2n

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

 

;

б)

.

2n + 1

 

n =1

 

n =1

n + 1

 

 

 

 

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

9

 

а) 4n ;

б)

 

.

9 n2

+ 21n 8

n =1

n =1

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

 

π

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

3sin

 

 

;

б)

 

( n + 1 )( n + 3 )

.

 

n =1

2 n

 

 

n =1

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

4

3 n + 1

 

n

2

 

а)

 

;

б)

 

;

5 2 n 1

(n + 1)!

n =1

 

n =1

 

5. Исследовать ряды на сходимость, используя интегральный признак Коши:

1

 

1

 

а)

;

б)

.

(3 n 1)2

(n + 1) 5

n=1

 

n =1

n + 1

6. Записать общий член ряда в случае а) и исследовать ряды на сходимость, используя признак Лейбница (в случаях а) и б)):

 

1

 

1

 

 

1

 

 

1

 

 

(

 

n

 

 

 

 

 

 

а)

+

 

+

 

... ;

б)

 

1 )

.

 

 

 

 

 

 

 

10

17

(n + 1) ln (n + 1)

 

 

 

 

 

2

5

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

(1)

n

x

n

а)1 4x + 16x 2 64x3 + ... ;

б)

 

 

 

;

в)

 

 

.

(x 2)n

4n 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

n = 2

 

 

8. а) Разложить функцию f (x) в ряд Тейлора ( при x0

0 ) или ряд Маклорена

( при x0

= 0 ); б) разложить данную функцию

f (x) в ряд Маклорена, используя

стандартные разложения:

а) f (x) = sinx;

x0

= π / 3 ;

б) f (x) = 1 cos ( 3x ).

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда:

(1 + x 2 ) y '' + x y ' = y ; y(0) = 1; y ' (0) = 1.

10, 11. а) Разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах; б) разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах либо по косинусам, либо по синусам (указано в скобках).

а) f (x) = 3x 1; x ( π ; π ];

б)

f (x) = x 2 + 1;

x ( 0; π ) (по косинусам).

11. а) f (x) = 5x ; x ( 3; 3 ];

б)

x,

0

< x 1

(по синусам).

f (x) =

1

< x 2

 

 

1,

 

288

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 10

1. Написать первые пять членов данных рядов. Проверить выполнение необ-

1

 

2n + 3

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

;

б)

.

n2 2n

 

n =1

 

n =1

n

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

6

 

а) 2 1 2 n ;

б)

 

.

n2

+ 5n 6

n =1

n =1

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

1

 

 

1

 

а)

;

б)

 

.

n 2n + 1

n2

+ ln n

n =1

 

n =1

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

3 n

5

 

 

а)

 

 

;

б)

 

 

.

n2

+ 2

(2n + 1)!

n =1

 

n =1

 

5. Исследовать ряды на сходимость, используя интегральный признак Коши:

n2

 

1

 

а)

 

 

;

б)

 

 

.

n3

+ 3

3

(n + 2)4

n =1

 

n =1

 

6. Записать общий член ряда в случае а) и исследовать ряды на сходимость, используя признак Лейбница (в случаях а) и б)):

 

1

 

 

2

 

 

3

 

4

 

n

 

1)

 

 

 

а)

 

+

+ ... ;

б)

( 1 ) (2n

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

22

 

23

24

 

n =1

3n

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

x

 

 

2x 2

 

 

3x3

 

 

sin(2 n x)

 

 

 

(1) n (x 4)2 n

 

а)

+

 

+

+ ... ;

б)

 

;

 

в)

.

 

 

 

 

 

 

(2n)2

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

4

 

 

 

n =1

 

 

n =1

2n

8. а) Разложить функцию

f (x) в ряд Тейлора ( при x0 0 ) или ряд Маклорена

( при

x0

= 0 ); б) разложить данную функцию f (x)

 

в ряд Маклорена, используя

стандартные разложения: а) f (x) = 3 x ; x0 = 4 ;

 

 

б) f (x) = 1 e 3x .

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда:

y' = 2x + cos y ; y(0) = 0 .

10, 11. а) Разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах; б) разложить в ряд Фурье данные функции в указанных интервалах либо по косинусам, либо по синусам (указано в скобках).

1,

π < x 0

;

б)

f (x) = 5x + 1 ; x ( 0; π ] (по косинусам).

а) f (x) =

x,

0 < x π

 

 

 

 

2 x,

2 < x 0

;

б)

f (x) = x 2 ; x ( 0; 2 ) (по синусам).

11. а) f (x) =

0,

0 < x 2

 

 

 

 

289

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]