IDZ_VysshMatematTerehov
.pdfТерехов 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) ∑ 2− 2 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) ∑ 5− 2 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) ∑ 7− n ; |
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) ∑ 8− n ; |
|
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: |
|
|
|
|
||||||||||
∞ |
|
|
∞ |
|
(3− n ). |
|
|
|
|
|
|
|||
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 3− n ; |
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) ∑ 4− n ; |
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