Главная > Теория рядов
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

§ 4. Применения интегрального признака сходимости

Достоинство интегрального признака сходимости Маклорена — Коши состоит исключительно высокой его чувствительности. Этот признак четко проводит различие между сходящимся и расходящимся рядами, даже если члены одного из них лишь незначительно отличаются от членов другого.

Примеры.

1. В качестве первого применения интегрального признака сходимости возьмем геометрическую прогрессию

с положительным знаменателем,

Рассмотрим функцию и соответствующий ей интеграл

При мы имеем

Поэтому

Если то несобственный интеграл

дится, а потому сходится и прогрессия.

Если то с ростом неограниченно возрастает, интеграл (3.29) расходится, так что расходится и прогрессия.

Наконец, если то в интегральном признаке следует положить и мы получаем

При этот интеграл, очевидно, расходится, а вместе с ним расходится и прогрессия.

2. Возьмем гармонический ряд

Для него и в этом случае

Так как с ростом неограниченно возрастает, интеграл

расходится. Тем самым должен расходиться и гармонический ряд.

3. Рассмотрим ряд «обратных квадратов»

(см. пример 1 из § 2). Для этого ряда, очевидно, полагаем Здесь

Интересующий нас несобственный интеграл сходится, так что сходимость и ряд «обратных квадратов».

4. Воспроизведем результат конца § 2, показав, что ряд

сходится при любом значении Для этого достаточно рассмотреть функцию и вычислить соответствующий несобственный интеграл

Из сходимости интеграла при вытекает сходимость ряда.

Чувствительность интегрального признака сходимости не исчерпывается умением различать сходящиеся и расходящиеся ряды вида (3.30). Этот признак способен улавливать и менее заметные отличия в скорости убывания членов рядов, как видно из дальнейших примеров.

5. При любом начиная с некоторого

В самом деле, применяя правило Лопиталя (дифференцированием по мы получаем

Значит, начиная с некоторого должно быть

откуда следует правое неравенство в (3.31). Левое же наравенство в (3.31) очевидно.

Здесь ряд

расходится, а ряд

сходится. Что же касается ряда

то его члены, согласно неравенству (3.31), занимают промежуточное положение, и простыми сравнениями решить вопрос о его сходимости нельзя. Однако интегральный признак сходимости может выручить нас и в этом случае. Возьмем функцию — и вычислим

Так как

несобственный интеграл

расходится; значит, расходится и ряд (3.32).

6. Рассмотрим теперь ряд

при Возьмем для него функцию

и вычислим интеграл

Из сходимости этого несобственного интеграла следует сходимость ряда (3.33).

С другой стороны, для ряда

рассмотрение функции

и интеграла от нее

приводит к неограниченно возрастающей функции от так что несобственный интеграл

расходится, вследствие чего расходится и ряд (3.34).

Идя по этому пути, можно строить примеры все более медленно сходящихся рядов, равно как и примеры все более лениво расходящихся рядов. Интегральный признак Маклорена—Коши будет неизменно распознавать их сходимость или расходимость.

1
Оглавление
email@scask.ru