694. Примеры.
Во всех задачах сходимость предложенных рядов предоставляется установить читателю.
1) Просуммировать ряды:
Решение. Здесь
так что
Отсюда
2) Просуммировать ряды
Указание. Функция
равна
в случаях (а),
она равна
в случаях (в), (г). Использовать разложения синуса и косинуса от комплексного аргумента на вещественную и мнимую части [359]:
Ответ.
3) Просуммировать ряды:
(а), (б). Решение. Соответствующий этим случаям ряд
непосредственно не дает известной нам элементарной функции, но если, использовав очевидное равенство
преобразовать его следующим образом:
то, вспоминая логарифмический ряд [459], легко уже найдем, что
Подставим теперь сюда
Имеем:
так что (для
) модуль этого выражения есть
а аргумент
Окончательно,
Отсюда для —
(в) — (з). Указание. Во всех случаях, используя соответственно равенства
свести дело к логарифмическому ряду.
Ответ,
[По поводу (в) — (е) ср. 690, 21).]
4) Просуммировать ряд:
Указание,
Ответ. Ограничиваясь промежутком
, имеем
5) Просуммировать ряды:
Указание. Используя разложения
«на простые дроби», свести дело к
.
Ответ,
в обоих случаях для
.
6) Просуммировать ряды:
(а), (б). Решение. Составив ряд
узнаем в нем разложение арктангенса:
которое имеет место для
исключая
Положим здесь
ограничиваясь промежутком
, но исключая
Имеем:
так что модуль этого выражения есть
, а аргумент равен
или
в зависимости от того, будет ли
или
. Следовательно,
и
Итак,
и для тех же значений х
(в) Указание. Сочетая только что полученный результат с результатом упражнения 4), найдем:
7) Просуммировать ряды:
Решение. Для случаев (а) и (б):
[459]. Далее, для
Это легко проверить, установив, что синус выражения справа действительно равен
Впрочем, нетрудно и вывести это выражение, найдя и,
из уравнений
Итак,
Для случаев (в) и
получается ряд: