Найти область сходимости степенного ряда.
Найти разложение функции в степенной ряд по степеням x
№7 Используя разложение подынтегральной функции в степенной ряд, вычислить определенные интегралы с указанной погрешностью :
№8 Найти разложение в степенной ряд по степеням x решения дифференциального уравнения(записать три первых, отличных от нуля, члены этого разложения):
Решение типового варианта
1. Найти сумму ряда:
Решение
Составим n-ую частичную сумму данного ряда:
Чтобы упростить выражение для , преобразуем формулу для общего члена ряда, разлагая на элементарные дроби. Положим
отсюда
Сравнивая коэффициенты при одинаковых степенях n в числителях обеих частей равенства, получаем:
откуда , , поэтому
Выражение для принимает вид
Приводя подобные члены, получаем
Переходя к пределу, находим
Следовательно
Исследовать на сходимость ряды с положительными членами
а)
Решение
Сравним данный ряд с гармоническим рядом . Выпишем общие члены рядов: , . Найдем
Предел конечный и отличный от нуля.
Так как гармонический ряд расходится, то на основании признака сравнения заключаем, что данный ряд также расходится.
б)
Решение
Сравним данный ряд с рядом Дирихле . Так как , то ряд сходится.
Согласно признака сравнения данный ряд сходится.
в)
Решение
, , ,
Поскольку , сравним данный ряд с рядом , который является рядом Дирихле и сходится, т.к. , .
Предел конечный и отличный от нуля.
Согласно признака cравнения данный ряд сходится.
г)
Решение
Сравним данный ряд с рядом Дирихле , который сходится, т.к. , .
Согласно признака сравнения данный ряд сходится.
3. Исследовать на сходимость ряды с положительными членами:
а)
Решение.
Применим интегральный признак Коши.
Функция удовлетворяет условиям интегрального признака Коши.
Поскольку , т.е. интеграл расходится, то расходится и данный ряд.
б)
Решение
Применим признак Коши. Поскольку , .
. Так как , ряд сходится.
в)
Решение
Применим признак Даламбера. Поскольку ; .
, то данный ряд сходится.
г)
Решение
Применим признак Даламбера.
Так как , ,
, то данный ряд сходится.