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

IDZ_VysshMatematTerehov

.pdf
Скачиваний:
76
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
8 Мб
Скачать
☆

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 11

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

∞

2

n + 1

 

∞

3n − 1

 

ходимого признака сходимости ряда: а) ∑

 

;

б) ∑

.

 

n2

 

n =1

 

 

n =1

5 n

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

∞

(

−

n

 

∞

6

 

а) ∑

1 )

;

б) ∑

.

3 2 n − 1

 

n =1

 

n =1

4 n2 − 9

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

∞

 

π

 

 

∞

1

 

а) ∑ tg

 

 

;

б) ∑

 

.

 

2n + 5

n =1

3(n + 1)

 

 

n =1

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

∞

n!

 

∞

1 4 7 ... (3n − 2)

 

а) ∑

;

б) ∑

.

n =1

2 n

 

n =1

7 9 11 ... (2n + 5)

 

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

∞

n

 

∞

1

 

а) ∑

;

б) ∑

.

n2

 

(n + 5) 4

n =1

+ 7

 

n =1

n + 5

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

3

 

 

 

 

 

 

 

а)1 −

 

+

 

−

+ ... ;

 

б) ∑

( − 1 ) n

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n + 1)!

 

 

 

 

 

 

8

 

27

64

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

x + 1 ( x + 1) 2

 

( x + 1) 3

 

 

∞

x

 

 

∞

(−1) n (x − 5)2 n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∑

 

 

 

 

 

 

∑

 

 

а)

1 2

 

+

 

 

2 3

+

3 4

+ ... ;

б)

 

2 n tg

 

 

 

 

;

в)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

3n

 

 

 

 

n =1

3n + 8

 

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) = −1/ x ;

x0 = −2 ;

 

 

 

б) f (x) = (1 − 3x) − 3 .

 

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

y '' = x 2 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).

2,

− π < x ≤ 0

;

 

б) f (x) = e x ; x ( 0; π ] (по синусам).

а) f (x) =

 

0 < x ≤ π

 

x,

 

 

 

 

x + 1,

− 1 < x ≤

0

;

б) f (x) = x + 2 ; x ( 0; 2 ) (по косинусам).

11. а) f (x) =

 

0 < x ≤

1

0,

 

 

 

290

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 12

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

π

 

∞

n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∑

 

 

 

 

 

∑

 

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

 

 

sin

 

 

;

б)

n =1 n + 3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

6 n

 

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

∞

2

n

+ 3

n

 

 

 

∞

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∑

 

 

 

;

б) ∑

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

5 n

 

 

 

n (n + 1)

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

 

 

∞

 

 

1

 

 

 

 

∞

 

ln (n + 1)

 

 

 

 

 

 

 

а) ∑

 

 

 

;

б) ∑

.

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

n =1

n +

1

n =1

 

n + 5

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

6 9 ... (3n + 3)

 

 

 

 

 

а) ∑

n!(2n − 1)

;

б) ∑

 

.

 

 

 

 

n =1

 

 

3 n

 

 

 

 

n =1

 

3 5 ... (2n + 1)

 

 

 

 

 

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

∞

1

 

∞

1

 

а) ∑

;

б) ∑

.

( 4n − 3 )2

n ln3 n

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)

 

−

 

 

+

 

 

 

−

 

 

 

 

+ ... ;

 

б) ∑

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

5

8

11

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

x

3

 

 

x

4

 

 

x

5

 

∞

 

(x −

3)

n

 

 

 

∞

(−1)

n

 

а)

 

 

+

 

 

 

 

+

 

 

+

 

+ ... ;

б) ∑

 

 

 

;

 

в) ∑

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n + 1) 5 n

 

 

 

 

 

1

 

 

 

4

 

 

9

 

16

 

n =1

 

 

n =1 n 9n (x − 1) 2 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) = arcsin x ; x0 = 0 ;

б) f

(x) =

1 − cos (3x )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x

 

 

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)

f (x) = x + 3 ; x ( − π ; π ];

б)

0,

0 < x ≤ π / 2

(по косинусам).

f (x) =

π

/ 2 < x ≤ π

 

 

 

 

 

 

 

x,

 

11. а)

f (x) =

 

x

 

; x ( − 1; 1 ];

б)

f (x) = 2x + 1;

x ( 0; 2 ] (по синусам).

 

 

291

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 13

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

∞

1

 

∞

n

2

 

 

ходимого признака сходимости ряда: а) ∑

;

б) ∑

 

 

.

n + 3

n + 1

n =1

 

n =1

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

∞

 

1

1

 

 

 

∞

4

 

 

∑

 

 

 

 

 

 

 

∑

 

 

 

а)

 

 

 

+

 

 

;

б)

n =1 4n2

 

.

 

n =1 3 n

 

5 n

 

 

+ 4n − 3

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

∞

2

 

∞

 

2π

а) ∑

 

 

;

б) ∑ tg

 

.

 

 

 

n =1

n 2

+ 1

 

n =1

 

3 n

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

∞

n!

 

 

∞

6 11 16 ... (5n + 1)

 

а) ∑

 

;

б) ∑

.

n =1 (3n − 1) 2

n

 

n =1

1 3 5 ... (2n − 1)

 

 

 

 

 

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

∞

 

1

 

а) ∑

 

;

n

n + 1

n=1

 

∞

 

б) ∑ arctg ( 5n ) .

n = 2

25 n 2+ 1

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

 

2

 

4

 

6

 

 

8

 

 

 

∞

 

n

 

 

 

 

 

 

 

а)

−

+

−

+ ...;

 

 

б) ∑

 

( − 1 )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

3 5

 

7 9

 

 

 

n =1

 

n3 (n + 1)

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

3(x + 2)

 

 

 

32

( x + 2) 2

 

33 ( x + 2) 3

 

 

∞

x n

 

∞

(−1) n + 1

 

 

а)

 

 

 

 

 

+

 

 

 

+

 

+ ... ;

 

б) ∑

 

 

;

в) ∑

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

1 2

1 2 3

 

n 3 n

 

+ 1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

n =1 n (n + 1) x 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) = ln x ;

x0 = 1;

 

 

 

б) f (x) = x sin ( 3x ).

 

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

(1 + x 2 ) y '' = 2 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)

f (x) = x2 + x ; x ( − π ; π ];

б)

f (x) = 1 − (2x / π ) ;

x ( 0; π ) (по синусам).

11. а)

0,

− 2 < x ≤ 0

;

б)

2, 0 < x

≤ π / 4

(по косинусам).

f (x) =

0 < x ≤ 2

f (x) =

π / 4 < x ≤ π

 

x,

 

 

1,

 

292

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 14

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

∞

∞

(−1)n

 

ходимого признака сходимости ряда: а) ∑ tg (π n) ;

б) ∑

 

.

n (n + 1)

n =1

n =1

 

 

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

∞

 

1

1

 

 

 

∞

5

 

 

 

∑

 

 

 

 

 

 

 

∑

 

 

 

 

а)

 

 

 

+

 

 

;

б)

n =1 25n2

 

 

.

 

n =1 3 n

 

2 n

 

 

−

5 n − 6

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

∞

1

 

∞

2

− n

 

а) ∑

;

б) ∑

 

 

.

ln (n + 1)

n + 1

n =1

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

∞

n!

;

∞

1 3 5 ... (2n − 1) .

а) ∑

б) ∑

n =1

(n + 1) 2

 

n =1

8 11 14 ... (3n + 5)

 

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

∞

n

 

∞

1

 

а) ∑

;

б) ∑

.

n4

+ 1

(n + 8) ln (n + 8)

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

 

 

 

 

 

 

 

а)

−

+

 

−

+ ... ;

б) ∑

( − 1 )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n!(2n + 1)

 

 

 

 

 

102

104

106

108

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

x

3

 

 

 

 

∞

(x − 1)

2 n

 

 

∞

(−1)

n

 

а)1 + x +

 

+

 

 

+ ... ;

 

б) ∑

 

 

;

 

в) ∑

 

 

.

 

 

 

 

 

 

n 7 n

 

 

 

 

 

 

2!

3!

 

 

 

 

n =1

 

 

n =1 n2 (x + 2)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) = cos x ;

x0 = π / 4 ;

б) f (x) = 1/(5 − x 2 ) .

 

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда: y ' + y 2 = e x ; 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).

− π / 4,

− π < x

≤ 0

;

б) f (x) = 4x ; x ( 0; π ) (по косинусам).

а) f (x) =

π / 4,

0 < x

≤ π

 

 

 

11. а) f (x) = e x ;

x ( − 2; 2 ] ;

 

 

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

293

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 15

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

 

∞

 

π

 

 

 

∞

2 n

 

 

∑

 

 

 

 

 

∑

 

 

 

ходимого признака сходимости ряда: а)

 

sin

 

 

;

б)

 

 

 

.

 

n =1

9 n

 

 

n =1

n + 1

 

2.

Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

∞

 

n

− 2

n

∞

 

7

 

 

 

 

 

а) ∑

3

 

 

 

 

;

б) ∑

 

 

 

 

.

 

 

 

6 n

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

n =1

49n2 + 7n − 12

3.

Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

1

 

 

 

 

 

а) ∑ n

+ 1 ;

 

 

б) ∑

 

 

.

 

 

 

 

(n + 3) 5 n

 

 

n =1

 

 

n

 

 

 

n =1

 

 

 

4.

Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

 

∞

2

 

 

 

 

 

∞

2

n − 1

 

 

 

 

а) ∑

n

 

 

 

 

;

 

 

б) ∑

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n + 1)! 4 n

 

 

 

n =1 3 n

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

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

∞

1

 

∞

n + 1

 

а) ∑

;

б) ∑

.

n ln 3n

 

n = 2

 

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)):

 

 

2

 

4

 

8

 

16

 

∞

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) −

+

−

+

− ... ;

б) ∑

( − 1 )

.

 

 

 

 

 

 

 

3

6

9

12

 

n =1

n2 (n +

3)

 

 

 

 

 

 

 

7.

Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∞

(x + 3)

n

∞

(−1)

n

x

2 n + 1

 

 

а)1 + x + 2! x 2 + 3! x3 + ... ;

б) ∑

 

 

 

;

в) ∑

 

 

.

 

 

n2

 

 

 

4n − 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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) = e− x2 ; x0 = 0 ;

б) f (x) = sin( 2x ) + cos( 3x ).

9. Найти решение данного дифференциального уравнения в виде степенного ряда, указав первые четыре ненулевых члена этого ряда: y' − y3 = −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).

− 1,

− π < x ≤ 0

;

б) f (x) = x 2 − 1; x ( 0; π ] (по косинусам).

а) f (x) =

1,

0 < x ≤ π

 

 

б) f (x) = 3x ; x ( 0; 1 ] (по синусам).

11. а) f (x) = 1 − x ;

x ( − 2; 2 ] ;

294

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 16

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∞

n

 

 

∞

1

 

 

ходимого признака сходимости ряда: а) ∑

 

 

;

б) ∑

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

sin (π / 2n )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1 n

+

3

 

n=1 2 n

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

∞

(−1)

n

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

а) ∑

 

;

 

 

б) ∑

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

5 2 n

 

 

49n2 − 56n − 33

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

 

 

∞

 

 

 

 

π

 

 

 

∞

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∑ tg

 

 

 

 

;

б) ∑

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

7 n

 

n =1

 

n5 +

5

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

 

 

 

∞

 

n

2

+ 4

 

 

∞

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∑

 

 

;

б) ∑

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

3 n

 

 

 

 

3n + 1

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

∞

1

 

 

∞

1

 

а) ∑

 

;

б) ∑

.

(n + 1) 2

 

n ln 9n

n =1

+ 1

n = 2

 

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

 

 

 

 

2

 

 

3

 

4

 

 

 

∞

n

 

 

 

 

 

 

а) − 1 +

 

−

+

+ ... ;

б) ∑

( − 1 )

.

 

 

 

 

 

 

3 5 7

 

 

 

n =1

n2 (n +

3)

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

x

 

x

2

 

x

 

3

∞

(x + 2) n

∞

x 2 n − 1

а)

 

+

 

 

+

 

 

+ ... ;

б) ∑

 

 

 

;

в) ∑

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

4

 

 

4

 

 

n = 2

n

 

 

 

n = 2

4 n (2n − 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) = cos x ;

x0 = π / 3 ;

б) f (x) = e−3x − cos ( 3x ) .

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

y '' = (2x − 1) y − 1; y(0) = 0 ; 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).

0,

− π < x ≤ 0

;

б) f (x) =

π − x

; x

( 0;

π ] (по синусам).

а) f (x) =

 

0 < x ≤ π

2

 

x,

 

 

 

 

 

 

 

11. а) f (x) = 4 − 2x ;

x ( − 3; 3 ];

б) f (x) = e x ;

x ( 0; 1 ] (по косинусам).

295

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 17

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

∞

(−1)

n

∞

5n

2

− 1

 

ходимого признака сходимости ряда: а) ∑

 

;

б) ∑

 

.

n3

 

 

n

 

n =1

 

 

n =1

 

 

 

2.

Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

∞

(−1)

n

 

∞

 

7

 

 

 

а) ∑

 

 

;

 

б) ∑

 

.

 

 

 

3 n

 

 

 

49 n2 + 21n − 10

 

n =1

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

3.

Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

∞

 

 

2π

 

∞

1

 

 

 

 

 

а) ∑ tg

 

 

 

 

;

б) ∑

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

2 n +

 

 

 

 

n =1

 

 

5 n

 

n =1

1

 

 

4.

Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

 

∞

10

n

 

∞

3 5 7 ... (2n + 1)

 

 

а) ∑

 

 

;

 

 

б) ∑

.

 

n =1

 

n!

 

 

 

 

 

n =1

2 5 8 ... (3n − 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

∞

1

 

∞

 

n

 

а) ∑

;

б) ∑

 

.

n + 1

n6

+ 2

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 )

.

 

 

 

 

 

 

 

ln 2

 

ln 3

 

 

ln 4 ln 5

 

n =1

3 n n!

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

x 2

 

 

1 x3

 

 

 

1 x 4

 

 

 

∞

 

 

 

 

π

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∑

 

2)n sin

 

 

 

 

∑

n! (x + 3)n .

а)

 

 

+

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

+ ... ;

б)

 

(x −

 

 

;

в)

 

 

2

 

 

 

2 3

 

 

 

 

22 4

 

 

 

n =1

 

 

 

2 n

 

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) = x /(x + 4) ;

x0 = 0 ;

б) f (x) = sin( 2x ) − cos( 2x ) .

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

y '' − y cos x = x ; 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)

f (x) = 3x − 4 ;

x ( − π ; π ];

б)

f (x) = 1 − 2x ; x ( 0; π ) (по синусам).

11. а)

f (x) = e− x ;

x ( − 1; 1 ];

б)

1,

− 1 < x ≤

0

(по косинусам).

f (x) =

0 < x ≤

1

 

 

 

 

x,

 

296

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 18

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

∞

2

n

 

∞

7n + 1

 

ходимого признака сходимости ряда: а) ∑

 

;

б) ∑

.

5 (n + 1)

 

n =1

 

n =1

n

 

 

 

 

 

2.

Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

∞

2

 

 

 

 

∞

 

 

 

1

 

 

а) ∑

;

 

 

 

б) ∑

 

 

 

.

 

7 n

 

( 2 n − 1) ( 2 n + 1)

 

n =1

 

 

 

 

n =1

 

3.

Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

∞

5

− n

 

∞

 

 

1 .

 

 

а) ∑

 

 

;

 

 

б) ∑

 

 

 

 

 

n

 

 

 

3

 

 

n =1

 

 

 

 

 

n =1

n

n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

 

∞

 

3 n

 

∞

6 n

 

 

 

а) ∑

 

 

 

 

 

;

б) ∑

 

 

 

.

 

 

( n + 1)!

3n + 2

 

 

n =1

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

∞

2 n

 

∞

1

 

а) ∑

;

б) ∑

.

n2

+ 3

n ln 5n

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

 

 

 

 

∞

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

−

+

 

−

+ ... ;

 

б) ∑

 

( − 1 )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 7 10 13

 

 

 

 

n =1

 

n! 2 n

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin (2x)

 

 

sin (3x)

 

∞

 

n

 

∞

(−1)

n

( n

3

+ 1)

 

а)

sin x +

 

+

+ ...;

б) ∑

 

( x − 1 )

;

в) ∑

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3

 

3 3

 

n =1

 

5 n

 

n =1

3 n (x − 2)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) = tg x ;

x0 = 0 ;

 

б) f (x) = sin x − x cos x .

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

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

− x,

− π < x ≤ 0

;

б)

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

f (x) =

0,

0

< x ≤ π

 

 

 

 

 

11. а)

− 1,

− 4

< x ≤ 0

;

б)

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

f (x) =

x,

0 < x ≤ 4

 

 

 

 

 

297

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 19

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

(−1)

n

 

 

 

∞

3

n

 

ходимого признака сходимости ряда:

а) ∑

 

 

 

 

;

б) ∑

 

 

.

 

( 2 n − 1)2

n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

n =1

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

 

 

∞

2

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∑

;

 

 

 

 

б)

∑

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

5 n

 

 

 

 

 

n =1

 

( n + 1) ( n + 2 )

 

 

 

 

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

 

 

 

 

∞

1

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) ∑

 

 

 

;

б)

∑ n + 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 n 3 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

1

 

n =1

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

 

 

 

 

 

∞

n!

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∑

 

 

 

 

 

 

 

∑

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

;

 

 

б)

 

 

n! sin

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

n =1

3 n +

1

 

 

 

 

n =1

 

 

 

2 n

 

 

 

 

 

 

 

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

∞

n

 

∞

 

1

 

а) ∑

;

б) ∑

 

.

n + 2

3

( n + 1)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

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

∞

 

( − 1 ) n n

 

 

 

 

 

а)

 

 

−

 

 

+

 

−

 

 

 

+ ...;

б) ∑

 

 

 

 

.

 

 

 

 

2

2 2 2

3 2 3

 

4 2 4

 

2 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n =1

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( x − 1) 2

 

 

( x − 1) 3

 

 

∞

 

x n

 

∞

(−1) n n + 1

 

а) ( x − 1)

+

 

 

 

 

 

+

 

 

+ ... ;

 

б) ∑

 

 

 

;

в) ∑

 

.

 

 

2 2

 

 

3

2

 

 

5 n n

3 n (x + 3)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) = ln x ;

x0 = 2 ;

 

 

б) f (x) = e x − cos x .

 

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) = 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) = 2x − 1 ;

x ( − π ; π ];

б)

f (x) = x + 5 ;

x ( 0; π ) (по синусам).

11. а)

f (x) = x + 1,

− 1 < x ≤ 0

;

б)

f (x) = 2 − x ;

x ( 0; 2 ] (по косинусам).

 

1,

0 < x ≤ 1

 

 

 

 

298

Терехов С.В. Индивидуальные домашние задания по высшей математике

Задания для самостоятельного решения

X. Ряды

Вариант 20

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

∞

n + 11

 

∞

1

 

ходимого признака сходимости ряда: а) ∑

;

б) ∑

.

n + 4

n ln n

n =1

 

n =1

 

2. Исследовать ряды на сходимость, используя определение сходимости:

∞

3

n

+ 2

n

∞

1

 

а) ∑

 

 

;

б) ∑

.

 

6 n

 

( n + 1) ( n + 3)

n =1

 

 

 

n =1

 

3. Исследовать ряды на сходимость, используя признак сравнения:

 

∞

2 n

 

 

∞

 

π

 

 

∑

 

 

 

∑

 

 

 

а)

 

 

;

б)

 

sin

 

.

 

n =1

n + 1

 

 

n =1

5 n

4. Исследовать ряды на сходимость, используя признак Даламбера:

∞

n!

;

∞

1 4 7 ... ( 3n − 2 ) .

а) ∑

б) ∑

n =1

3 n ( n + 1)!

 

n =1

2 n +1

 

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

∞

1

 

∞

n

2

+ 1

 

а) ∑

;

б) ∑

 

.

 

 

 

 

n = 2

n ln 2n

 

n =1

n 2 + 3

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

 

 

 

 

 

 

∞

( − 1 ) n

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

−

 

 

+

 

 

−

 

 

 

+ ... ;

 

б) ∑

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

5

 

 

7

 

9

 

 

 

 

 

 

n =1

n 3 ( n + 1)

 

 

 

 

 

 

 

7. Найти область сходимости функциональных рядов:

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

x 4

 

x6

 

x8

 

 

∞ (−1) n ( x +1) 2 n 4 n

 

 

 

∞

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∑

 

 

 

 

 

 

∑

 

 

 

а)

 

 

 

+

 

 

 

 

+

 

 

 

 

+

 

+ ... ;

б)

 

 

 

 

 

 

;

в)

 

3 n sin

 

.

 

2

 

 

 

4

 

 

 

6

 

 

8

 

 

n=1

 

n

 

 

 

n=1

2 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) = cos( x / 2 ) ;

x0 = π / 2 ;

 

 

б) f (x) = e 2 x − cos ( 2 x ).

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

y '' + y cos x = 0 ; y(0) = 3 ; 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)

f (x) = x + 7 ;

x ( − π ; π ];

 

б)

f (x) = e x ; x ( 0; π ] (по косинусам).

11. а)

f (x) = − 1,

− 1 < x ≤ 0

;

б)

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

 

1 + 3 x,

0 < x ≤ 1

 

 

 

299

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]