- •Завдання для самостійної роботи.
- •Завдання з теми «Лінійна та векторна алгебри. Елементи аналітичної геометрії».
- •Завдання з теми «Диференціальне числення функції однієї змінної».
- •Завдання з теми «Невизначений та визначений інтеграли».
- •Завдання з теми «Диференціальні рівняння та системи».
- •Завдання з теми «Ряди».
- •Зразки виконання завдань.
- •Розв’язання завдань з теми «Лінійна та векторна алгебри. Елементи аналітичної геометрії».
- •Розв’язання завдань з теми «Диференціальне числення функції однієї змінної».
- •Розв’язання завдань з теми «Невизначений та визначений інтеграли».
- •Розв’язання завдань з теми «Диференціальні рівняння та системи».
- •Розв’язання завдань з теми «Ряди».
- •Література
Розв’язання завдань з теми «Ряди».
Завдання 1.
Довести
розбіжність ряду
.
Розв’язання. Перевіримо необхідну умову збіжності ряду, тобто обчислимо
.
Необхідна умова збіжності (
)
не виконується, тобто ряд розбігається.
Завдання 2.
Перевірити, чи збігаються або розбігаються ряди.
а1)
.
Розв’язання.
Порівняємо даний ряд з рядом
,
який розбігається. Для цього обчислимо
.
Оскільки
,
то заданий ряд також розбігається згідно
граничної ознаки порівняння рядів.
Відповідь. Ряд розбігається.
Зауваження.
Якщо загальний член ряду
є дробово-раціональною функцією відносно
,
то загальний член ряду для порівняння
зручно брати у вигляді
,
де
- різниця між степенями многочленів
знаменника і чисельника у
.
а2)
.
Розв’язання.
Порівняємо цей ряд з рядом
,
який є геометричною прогресією із
знаменником
і збігається.
.
Оскільки границя скінченна, то заданий ряд, як і допоміжний, збігається.
Відповідь. Ряд збігається.
б)
.
Розв’язання.
Для перевірки збіжності або розбіжності
цього ряду застосуємо ознаку Даламбера.
За умовою маємо
,
тоді
.
Обчислимо границю відношення
:

.
За ознакою Даламбера ряд розбігається.
Відповідь. Ряд розбігається.
в)
.
Розв’язання. В цьому випадку зручно скористатися радикальною ознакою Коші:
.
Отже, заданий ряд збігається.
Відповідь. Ряд збігається.
г)
.
Розв’язання.
Оскільки
є значенням функції
при
і ця функція неперервна і монотонно
спадає в проміжку
,
то обчислимо невласний інтеграл

.
Невласний інтеграл збігається, отже, за інтегральною ознакою Коші збігається і заданий ряд.
Відповідь. Ряд збігається.
Завдання 3.
Визначити радіус та інтервал збіжності степеневого ряду.
а)
.
Розв’язання.
Знайдемо радіус збіжності за формулою
Даламбера
.
За умовою
,

.
Оскільки
,
то ряд збігається на всій числовій осі.
Відповідь.
,
.
б)
.
Розв’язання.
За ознакою Даламбера ряд збігається,
якщо
.
За умовою
,
.
Обчислимо
.
Заданий
ряд збігається, якщо
або
.
Отже, інтервал збіжності
,
.
Відповідь.
,
.
Завдання 4.
Розкласти
у степеневий ряд функцію
і визначити його область збіжності.
Розв’язання. Перетворимо задану функцію:
.
Застосуємо
формулу:
,
.
Зробимо
в цій формулі заміну
,
отримаємо:
,
.
Тоді
,
.
Відповідь.
,
область збіжності ряду
.
Завдання 5.
а) Функцію
,
що задана на проміжку
,
розкласти в ряд Фур’є
за синусами.
Розв’язання.
Довизначимо задану функцію на проміжку
непарним способом. Тоді її ряд Фур’є
буде містити тільки синуси, тобто
,
де
.
За умовою
,
.
Тоді



,

Таким чином,
.
Відповідь.
.
б) Функцію
,
що задана на проміжку
,
розкласти в ряд Фур’є
за косинусами.
Розв’язання.
Довизначимо задану функцію на проміжку
парним способом. Ряд Фур’є
при цьому містить тільки вільний член
і косинуси, тобто
,
де
,
.
За умовою
,
.
Тому
.



,

Таким
чином,

.
Відповідь.
.
Література
Письменный Д.Т. Конспект лекций по высшей математике. Ч.1. – М.: Рольф, 2000.
Письменный Д.Т. Конспект лекций по высшей математике. Ч.2. – М.: Рольф, 2000.
Дубовик В.П., Юрик І.І. Вища математика. – К.: Видавництво А.С.К., 2003.
Беклемешев Д.В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры. – М. Наука, 1984.
Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах. Ч.1. – М.: Высшая школа, 1986.
Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах. Ч.2. – М.: Высшая школа, 1986.
Герасимчук В.С., Васильченко Г.С., Кравцов В.И. Курс классической математики в примерах и задачах. Ч.1. – Донецк, 2004.
Герасимчук В.С., Васильченко Г.С., Кравцов В.И. Курс классической математики в примерах и задачах. Ч.2. – Донецк, 2004.
Минорский В.П. Сборник задач по высшей математике. – М.: Наука, 1969.
Ковалішина І.В. Елементи лінійної алгебри та аналітичної геометрії. – Харків, ХарДАЗТ, 2000.
Ковалішина І.В. Диференціальне числення функцій однієї і кількох змінних. – Харків, ХарДАЗТ, 2001.
Горбатенко Ж.К. Функції, їх дослідження та побудова графіків. – Донецьк, ДонІЗТ, 2001.
Горбатенко Ж.К. Невизначений та визначений інтеграли. – Донецьк, ДонІЗТ, 2000.
Горбатенко Ж.К. Диференціальні рівняння. – Донецьк, ДонІЗТ, 2002.
