Интегральный признак Коши-Маклорена




ЧИСЛОВЫЕ РЯДЫ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1. - числовой ряд, числа - члены ряда.

2. - общий член ряда. Нижний индекс - номер члена ряда.

3. Сумма первых членов ряда - -ая частичная сумма ряда.

4. - сумма ряда

5. Если ряд называется сходящимся. Если же или не существует, то ряд называют расходящимся.

6. - остаток ряда.

Свойства рядов

10. Если у сходящегося ряда отбросить конечное число его членов, то полученный ряд также будет сходящимся.

Верно и обратное утверждение: если сходится ряд, полученный отбрасыванием конечного числа членов у данного ряда, то и данный ряд также сходится.

20. Если сходится, и его сумма равна , то ряд , где - произвольное число, также сходится, причем его сумма равна .

30. Пусть ряды и сходятся, и их суммы, соответственно равны и . Тогда ряд также сходится, причем его сумма равна .

Исследование сходимости рядов обычно сводится к вычислению пределов. При этом часто используются известные условия эквивалентности бесконечно малых, которые применительно к рядам при принимают вид:

(формула Стирлинга)

Часто приходится иметь дело с пределами:

.


ПРИЗНАКИ СХОДИМОСТИ ЧИСЛОВЫХ РЯДОВ

Необходимый признак сходимости ряда

Если ряд (1) сходится, то его общий член стремится к нулю при , т.е. .

Следствие: Если , то ряд расходится.

Признаки сравнения

 

Пусть даны два числовых ряда с положительными членами:

(1)

(2)

Первый признак сравнения. Если для некоторого числа при всех натуральных выполняется неравенство

1) и ряд (2) сходится, то ряд (1) тоже сходится;

2) и ряд (2) расходится, то ряд (1) тоже расходится.

Второй признак сравнения. Если существует конечный и отличный от нуля предел , то ряды (1) и (2) сходятся или расходятся одновременно.

При использовании признаков сравнения исследуемый ряд часто сравнивают

с бесконечной геометрической прогрессий ,

где а – любой число, отличное от нуля, которая при сходится, а при расходится, или

С рядом Дирихле

, где , который при сходится, при расходится.

При этот ряд называется гармоническим рядом.

Признак Даламбера

Пусть для ряда , существует предел . Тогда

1) если , то ряд сходится,

2) если , то ряд расходится,

3) если , то о сходимости или расходимости ряда ничего сказать нельзя и в этом случае нужно применить другой признак сходимости.

 

Замечание: Признак Даламбера применяют, если общий член ряда содержит показательные функции и/или факториалы или аналогичные по скорости роста функции.


Признак Коши

Пусть для ряда , существует предел . Тогда

1) если , то ряд сходится,

2) если , то ряд расходится,

3) если , то о сходимости или расходимости ряда ничего сказать нельзя и в этом случае нужно применить другой признак сходимости.

Замечание: Признак Коши используется, если общий член ряда содержит , или аналогичные по скорости роста функции.

Интегральный признак Коши-Маклорена

Если функция на промежутке является непрерывной, положительной и невозрастающей, то числовой ряд , где сходится или расходится одновременно с интегралом .

Замечание 1. Нижним пределом интегрирования может быть любое другое положительное число из области определения функции.

Замечание 2. С помощью интегрального признака легко доказать, что ряд Дирихле сходится при и расходится при .

Признак Лейбница

Если члены знакочередующегося ряда ()

1) монотонно убывают по абсолютной величине, то есть ;

2) и ,

То данный ряд сходится.

Замечание: Если знакочередующийся ряд () сходится, то его сумма положительна и не превосходит первого члена ряда, то есть .

Если знакочередующийся ряд начинается с отрицательного члена

(), и для него выполнены условия признака Лейбница, то он сходится и его сумма отрицательна и удовлетворяет неравенству .

 

Следствие: При замене суммы ряда, удовлетворяющего признаку Лейбница, суммой его первых членов абсолютная величина ошибки не превышает абсолютного значения первого из отброшенных членов, то есть . Знак ошибки совпадает со знаком первого из отброшенных членов.




Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: