- •Тема 1 числові ряди 5
- •Тема 2 функціональні ряди 30
- •Тема 3 ряди фур'є 67
- •Передмова
- •Тема 1 числові ряди
- •1.1 Поняття числового ряду. Збіжні і розбіжні ряди
- •1.2 Найпростіші властивості збіжних рядів
- •Доведення
- •Доведення
- •Доведення
- •1.3 Додатні ряди. Ознаки збіжності
- •Доведення
- •Розв’язування
- •Доведення
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Доведення
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Доведення
- •Розв’язування
- •Доведення
- •Доведення
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Доведення
- •Доведення
- •Розв’язування
- •1.4 Ряди з довільними членами. Знакозмінні ряди
- •Доведення
- •Розв’язування
- •Доведення
- •Розв’язування
- •Доведення
- •Розв’язування
- •1.5 Властивості абсолютно збіжних рядів
- •1.6 Розв’язування задач із використанням ознак збіжності рядів
- •Питання для самоперевірки
- •Завдання для самостійної роботи
- •Тема 2 функціональні ряди
- •2.1 Поняття функціонального ряду і області його збіжності. Поняття рівномірної збіжності функціонального ряду. Властивості рівномірно збіжних рядів
- •Розв’язування
- •Доведення
- •Властивості рівномірно збіжних рядів
- •2.2 Степеневі ряди. Теорема Абеля
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Доведення
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •2.3 Властивості суми степеневого ряду
- •Доведення
- •Доведення
- •Доведення
- •Доведення
- •Розв’язування
- •2.4 Формула і ряд Тейлора
- •Доведення
- •Доведення
- •2.5 Розвинення елементарних функцій в ряд Тейлора
- •2.6 Застосування степеневих рядів
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •2.7 Приклади розв’язування типович задач
- •Розв’язування
- •Питання для самоперевірки
- •Завдання для самостійної роботи
- •Тема 3 ряди фур'є
- •3.1 Ортогональна система функцій. Ряд Фур'є
- •Доведення
- •Розвязування
- •Розв’язування
- •3.2 Ряди Фур'є для парних і непарних функцій
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •3.3 Ряд Фур'є для функції з довільним періодом 2l
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •3.4 Ряд Фур'є в комплексній формі
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •3.5 Узагальнений ряд Фур'є
- •3.6 Інтеграл Фур'є
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •3.7 Комплексна форма інтеграла Фур’є
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •3.8 Приклади розв’язування типових задач
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Питання для самоперевірки
- •Завдання для самостійної роботи
- •Література
- •Додаток а
- •Додаток в
- •Порядок виконання завдання
- •21021, М. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, внту
- •21021, М. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, внту
Література
-
Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. – М.: Наука, 1986.
-
Бугров Я.С., Никольский С.М. Дифференциальное и интегральное исчисление. – М.: Наука, 1988.
-
Барась С.Т., Костюк О.А., Кравцов Ю.І. Основи теорії телекомукаційних систем. Збірник задач, запитань, вправ. – Вінниця: ВНТУ, 2003.
-
Виноградова И.А., Олехник С.Н., Садовничий В.А. Математический анализ в задачах и упражнениях (числовые и функциональные ряды). – М.: Факториал, 1996.
-
Воробьёв Н.Н. Теория рядов: Учеб. пособие для втузов. – М.: Наука, 1986.
-
Власова Е.А. Ряды: Учеб. для вузов. 2-е изд. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.
-
Демидович Б.П. Сборник задач и упражнений по математическому анализу. – М.: Наука, 1990.
-
Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа: Учеб. для студентов математических специальностей университетов. – М.: Наука, 1976.
-
Кудрявцев Л.Д. Краткий курс математического анализа. – М.: Наука, 1989.
-
Методические указания к выполнению типовых расчётов по курсу высшей математики. Часть 6. Ряды / Сост. И.С. Петрунина, В.С. Петрунин, Л.И. Педорченко. – Винница: ВПИ, 1988.
-
Никольский С.М. Курс математического анализа: Учеб. для вузов: В 2 т., Т.1. – М.: Наука, 1991.
-
Овчинников П.Ф., Яремчук Ф.П., Михайленко В.М. Высшая математика. – К.: Выща школа, 1987.
-
Пак В.В., Носенко Ю.Л. Вища математика. – К.: Либідь, 1996.
-
Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисление для втузов. Т.2. – М.: Наука, 1985.
-
Пугачёв В.С. Лекции по функциональному анализу: Учеб. пособие для студентов втузов. – М.: Изд-во МАИ, 1996.
-
Тостов Г.П. Ряды Фурье. – М.: Наука, 1980.
-
Треногин В.А. Функциональный анализ: Учеб. пособие для вузов. – М.: Наука, 1993.
-
Фролов С.В., Шостак Р.Я. Курс высшей математики. – М.: Высшая школа, 1973.
Додаток а
Розклад функції в ряд Тейлора знаходить найширше застосування як при розв‘язуванні задач вищої математики, так і в прикладних областях. В системі Maple на цей випадок передбачені такі процедури:
taylor() – розклад в ряд Тейлора,
mtaylor() – розклад в ряд Тейлора функцій декількох змінних,
series() – узагальнений ряд (для аналітичних функцій такий ряд співпадає з рядом Тейлора).
Приклад
А1. Розвинути
функцію
в ряд Тейлора в околі точки
.
Використаємо процедуру taylor(), вказавши першим параметром функцію, яка розкладається в ряд, другим параметром – рівність, яка визначає змінну і точку, в околі якої виконується розкладання в ряд. Третій необов‘язковий параметр – порядок «залишку» ряду. Так, якщо розкладати функцію необхідно до доданків зі степенем 4 (включно), то порядок залишку дорівнює 5.
> taylor(1/(x^2+4*x+7),x=-2,5);

Щоб відкинути залишок ряду (доданок з О()), використаємо процедуру convert (). Визначимо вираз f , який задає початкову функцію.
> f:=1/(x^2+4*x+7);

Основну частину ряду позначимо через f1 (змінна середовища %% посилається на результат виконання передостанньої операції (тобто на ряд функцій), а опція polynom є інструкцією, що вказана першим параметром.
> f1:=convert(%%, polynom);

Тепер можна порівняти, наскільки відрізняються початкова функція і наближення рядом Тейлора (наближення, оскільки залишок ряду був відкинутий)
> plot([f,f1],x=-1..1.2,color=(BLUE,PINK),
linestyle=[SOLID,DASHDOT], titlefont=[HELVETICA,BOLD,13]).
Бачимо
(рис. А1), що навіть розкладу до четвертого
степеня досить, щоб коректно апроксимувати
функцію в околі точки
.
Різницю видно тільки при істотному
віддаленні від точки розкладу.
Рисунок А1
