- •6. Если всюду в области : то
- •Извлечение корня из комплексного числа
- •9) Однородные уравнения относительно отношения у/х. Уравнения, приводимые к однородным.
- •14. Линейные однородные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами (лемма1, лемма2).
- •27. Абсолютно и условно сходящиеся ряды и их свойства.
- •28. Признак Даламбера
- •29. Функциональные ряды. Основные понятия. Равномерная сходимость. Признак Вейерштрасса. Свойства равномерно сходящихся рядов. Понятие функционального ряда.
- •1) Теорема о непрерывности суммы ряда.
- •30.Степенные ряды. Теорема Абеля.
14. Линейные однородные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами (лемма1, лемма2).
![]()
(1), где p, q
– некоторые константы
Опр: Ур-е ![]()
называется характеристическим уравнением
Лемма1: Если ![]()
корень хар-го ур-я, то ![]()
решение ур-я.
Лемма2: Если комплексная
функция вида ![]()
явл-ся реш-ем (1)-го ура-я, то ф-ии ![]()
и ![]()
также явл-ся реш-ем этого ур-я.

1)
составляют соответствующее ему
характеристическое уравнение (заменяя
в однородном уравнении производные от
искомой функции на k в соответствующей
степени, то есть
на
,
на
и
на
)
(18).
Полученное
квадратное уравнение может иметь (в
зависимости от дискриминанта
)
два различных действительных решения,
два совпадающих (кратный корень)
действительных решения и пару
комплексно-сопряженных решений;
2) в зависимости от корней характеристического уравнения выделяются частные решения (соответствующие корням характеристического уравнения), образующие фундаментальную систему решений и записывается соответствующее общее решение (18).
|
|
Корни характеристического уравнения |
Частные решения |
Общее решение однородного дифференциального уравнения |
|
I |
Два
действительных и различных корня,
т.е.
|
|
|
|
II |
Два
действительных и совпадающих корня,
т.е.
|
|
|
|
III
|
Два
комплексно сопряженных решения, т.е.
|
|
|
18 - Тригонометрическая форма записи комплексного числа.Формула (тут что-то непонятное) Муавра. Радикал. Степень с рациональным показателем.
Пусть
и
φ = arg z. Тогда по определению аргумента
имеем:

Отсюда получается z = a + bi = r(cos φ + i sin φ).
Такая форма называется тригонометрической формой записи комплексного числа.
Муавра формула
формула, содержащая правило для возведения в степень n комплексного числа, представленного в тригонометрической форме
z = ρ (cos φ + i sin φ);
согласно М. ф., модуль ρ комплексного числа возводится в эту степень, а аргумент φ умножается на показатель степени
zn = [ρ (cos φ + i sin φ)] n = ρn (cos nφ + i sin nφ).
Степень с рациональным показателем
a1 = a − определение степени с натуральным показателем
определение степени с положительным дробным показателем.
.
a0 = 1, a ≠ 0 − определение степени с нулевым показателем.
определение степени с отрицательным
дробным показателем.
Пусть a, b > 0 − любые рациональные числа. Тогда степень с любым рациональным показателем обладает следующими свойствами.
ar · as = ar + s
ar : as = ar – s
(ar)s = ars
ar · br = (ab)r

Метод неопределённых коэффициентов, или как его ещё можно назвать, метод подбора по правой части. Функции, стоящие в правой части, для которых может быть использован данный метод, это – многочлены, синусы, косинусы, экспоненты, а также различные их комбинации. В связи с этим, запишем f(t) в следующем общем виде:
Основная идея метода подбора решения
уравнения по правой части (2.4) заключается
в том, что частное решение этого уравнения
ищется в виде функции такого же вида
![]()
только
новые коэффициенты многочленов g0,g1,…,gn
и h1,h2,…,hn в начале считаются неопределёнными.
Кроме того, степени обоих этих многочленов
теперь считаются равными наибольшей
степени (пусть n>m). Значение числа k
определяется с помощью следующего
правила. Пусть
- дискриминант характеристического
уравнения, соответствующего однородному
уравнению
![]()
Тогда:
1.
Если D=0 и l - корень характеристического
уравнения, а
,
то k=2.
2.
Если D>0 и l - корень характеристического
уравнения, а
,
то k=1
3.
Если D<0 и
,
а
,
то k=1.
4. Во всех остальных случаях k=0.
Коэффициенты
многочленов g0,g1,…,gn и h1,h2,…,hn определяются
при подстановке в исходное уравнение
с правой частью. Если правая часть
неоднородного уравнения представляет
собой комбинацию функций вида, то есть
f(t)=f1(t)+f2(t):
то частным решением такого уравнения
будет являться сумма частных решений
уравнений
![]()
Определение:
Сумма ряда, или бесконе́чная су́мма, или ряд, — математическое выражение, позволяющее записать бесконечное количество слагаемых и подразумевающее значение их суммы, которое можно получить в предельном смысле. Если значение суммы (в предельном смысле) существует, то говорят, что ряд сходится. В противном случае говорят, что он расходится.
Пусть
—
последовательность чисел. Число
называется
n-ой частичной суммой ряда
.
Сумма
(числового) ряда — это предел частичных
сумм Sn, если он существует
и конечен. Таким образом, если существует
число
,
то в этом случае пишут
.
Геометрическая прогрессия:
последовательность
чисел
(членов
прогрессии), в которой каждое последующее
число, начиная со второго, получается
из предыдущего умножением его на
определённое число q (знаменатель
прогрессии), где
и
обычно предполагают ещё что
![]()
![]()
Формула общего члена такова
bn = b1qn − 1.
Свойства геометрической прогрессии:
-
Логарифмы членов геометрической прогрессии (если определены) образуют арифметическую прогрессию.
-

-
Если b1 > 0 и q > 1, прогрессия является возрастающей, если 0 < q < 1, — убывающей, а при q < 0 — знакопеременной
Сходимость:
Если ряд сходится то общий член ряда стремится к нулю.
Признак Д'Аламбера:
|
Если
для числового ряда
существует такое число q, 0 < q < 1, что начиная с некоторого номера выполняется неравенство
то данный ряд абсолютно сходится; если же, начиная с некоторого номера
то ряд расходится. |
|
Радикальный признак Коши: Если
для числового ряда
с
неотрицательными членами существует
такое число d, 0 < d < 1, что,
начиная с некоторого номера, выполняется
неравенство
|
Интегральный признак Коши:
Пусть для функции f(x) выполняется:
-
(функция
принимает только положительные значения) -
(функция
монотонно убывает) -
f(n) = an
Тогда
ряд
и
несобственный интеграл
сходятся
или расходятся одновременно.
![]()
Для сходящихся рядов c
комплексными членами справедливы все
свойства рядов с действительными
членами:
Необходимый
признак сходимости ряда. Общий член
сходящегося ряда стремится к нулю при
n → ∞.
Если
сходится ряд
,
то сходится любой его остаток, Обратно,
если сходится какой-нибудь остаток
ряда, то сходится и сам ряд.
Если
ряд сходится, то сумма его остатка после
n-го члена стремится к нулю при n
→ ∞.
Если
все члены сходящегося ряда умножить на
одно и то же число с, то сходимость
ряда сохранится, а сумма умножится на
с.
Сходящиеся
ряды (А) и (В) можно почленно
складывать и вычитать; полученный ряд
тоже будет сходиться, и его сумма равна
SA ± SB .
Если члены
сходящегося ряда сгруппировать
произвольным образом и составить новый
ряд из сумм членов в каждой паре круглых
скобок, то этот новый ряд тоже будет
сходиться, и его сумма будет равна сумме
исходного ряда.
Если
ряд сходится абсолютно, то при любой
перестановке его членов сходимость
сохраняется и сумма не изменяется.
Если ряды
(А) и (В) сходятся абсолютно к
своим суммам SА и SB,
то их произведение при произвольном
порядке членов тоже сходится абсолютно,
и его сумма равна SА·SА.
![]()
Положительный ряд, это ряд без отрицательных членов. Критерий сходимости:
Т: Для того, что бы положительный сходился, необходимо и достаточно, что бы последовательность его частичных сумм была ограничена сверху числом
Необходимость: Дано ряд
-
положительный, сходящийся
Доказать: |Sn|<M, при любом n
Пусть
, по теореме об ограниченности сходящихся
последовательностях => что |Sn|<=M
, функция ограничена сверху
![]()
Признак сравнения
Если
то из сходимости ряда
следует сходимость ряда
, а из расходимости ряда , а из расходимости
ряда
- расходимость ряда
![]()
Если
то при 0 < l <
ряды
и
или оба сходятся, или оба расходятся;
при l=0 из сходимости
ряда
следует сходимость ряда
;
при l=
из расходимости ряда
следует расходимость ряда
.
В частности, если
при
,то ряды
и
или оба сходятся, или оба расходятся.
![]()
1)Признак Деламбера для
степенных, показательных и содержащих
факториалы рядов:
Если k
< 1 то ряд сходится, если k
> 1 то расходится.
2)Признак Коши
для выражений в степени n:
Если k
< 1 то ряд сходится, если k
> 1 то расходится
![]()
Если функция f (x) на промежутке [1; +oo) является непрерывной, положительной и невозрастающей, то числовой ряд
![]()
сходится или расходится одновременно с интегралом

В математике, гармонический ряд представляет собой сумму бесконечного количества членов обратных последовательным числам натурального ряда. Вычисление
n-нной частичной суммой sn гармонического ряда называется n-нное гармоническое число:
![]()
Сходимость
ряда
при ![]()
Теоретико
числовые свойства частичных сумм
![]()
![]()
В знакочередующемся ряде любые соседние члены имеют противоположные знаки.
Т
Лейбнца: ряд а1-а2+а3-а4+…+аn(-1)n+1+….
=
. Если члены знакочередующегося ряда
монотонно убывая по величине стремятся
к 0, то ряд сходится.
Доказательство: Запишем чётные частные суммы S2m=(a1-a2)+(a3-a4)+…+(a2m-1-a2m) => {Sam} монотонно возрастает. S2m< S2m+2 S2m<a1.
По
теореме о пределе монотонной
последовательности пусть
.
S2m+1= а1-а2+а3-…+a2m-1-a2m+a2m+1-… S2m+1=S2m+a2m+1. S2m стремится к S, a2m+1 стремится к 0.
Следствие: Абсолютная величина остатка ряда лебнцевского типа не превосходит абсолютной величины первого члена. |Rn|<=an+1.
S2m<S< S2m+1 S-S2m<= S2m+1 - S2m S2m+1-S<= S2m+1- S2m
