- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 1
- •2. Достаточные признаки равномерной сходимости функциональных рядов.
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 2
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 2
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 3
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 3
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 3
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 4
- •1. Понятие степенного ряда.
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 4
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 4
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 5
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 5
- •2. Поточечная сходимость тригонометрического ряда Фурье.
- •5. Замкнутые и полные ортонормированные системы.
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 6
- •Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 6
Глава XIX. Функциональные последовательности и ряды. § 4
Степенные ряды
Примеры решения задач
1.Найти
область
сходимости
ряда
![]()
Решение. Находим радиус сходимости
.
Следовательно, данный ряд сходится при любом значении х.
2.Найти
область
сходимости
ряда
(1)
Решение.
Находим
радиус
сходимости .
Следовательно,
данный
ряд
сходится
при .![]()
Исследуем поведение ряда в граничных точках интервала сходимости.
Сначала
рассмотрим
точку .
Частичная
сумма
ряда
в
этой
точке
равна![]()
.![]()
Очевидно, .
Поскольку
последовательность
частичных
сумм![]()
гармонического
ряда расходится,
то,
согласно
признаку
сравнения,![]()
последовательность
{S2n}
тоже
расходится.![]()
Значит, ряд (1) расходится при
Теперь рассмотрим точку
.
. Частична сумма ряда в этой точке равна
Ряд сходится,
поэтому
сходится
и
последовательность
его
частичных![]()
![]()
![]()
сумм.
Гармонический
ряд расходится.![]()
Таким
образом,
последовательность
{S2n}
представляет
собой
сумму
сходящейся
и
расходящейся
последовательности,
значит
{S2n}
расходится,
а
ряд
(1)
расходится
при![]()
.
3.Применяя
почленное
дифференцирование
вычислить
сумму
ряда
(2)![]()
Решение. Сначала определим радиус сходимости числового ряда (2)
.
Согласно
теореме
о
дифференцировании
степенного
ряда,
при
|x|
<
1
имеет
место
формула .
Применяя
формулу
суммы
бесконечной
геометрической
прогрессии
при
|x|
<
1,![]()
получаем: .
Вычислим .
Для
однозначного
определения![]()
константы интегрирования, воспользуемся значением S(0) = 0.
Окончательно
получим: .![]()
4.Разложение
в
степенной
ряд
при
помощи
формулы
Маклорена.
Решение.
Разложить
в
ряд
функцию .![]()
По формуле Маклорена
,
где![]()
Окончательно,
получим
ряд:
f(x)
=
1
+
x
+
x2
+
…
+
xn
+
…
Рассмотрим способ разложения функции в ряд при помощи интегрирования.
С помощью интегрирования можно разлагать в ряд такую функцию, для которой известно или может быть легко найдено разложение в ряд ее производной.
Находим дифференциал функции df(x) = f '(x)dx и интегрируем его в пределах от 0 до х.
5.Разложить
в
ряд
функцию
f(x)
=
ln(1
+
x).

Решение. Решим эту задачу при помощи интегрирования.
Так
как ,
f(0)
=
0,![]()
получаем по приведенной выше формуле:
.![]()
Разложение
в
ряд
функции можно
получить,
если
рассматривать
эту
выражение![]()
как сумму бесконечной геометрической прогрессии со знаменателем −x где |x| < 1:
Тогда
получаем:![]()
Окончательно
получим:![]()
![]()
