Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Теорема 2. Интегральный признак Коши.
Если дан ряд и при этом существует функция , такая, что при целых значениях она совпадает с членами этого ряда, т.е. , то ряд сходится тогда и только тогда, когда сходится несобственный интеграл . Доказательство. Рассмотрим чертёж. Высоты столбцов, расположенных выше графика (включающие в себя и зелёную и красную часть), это числа ., так как эти высоты и т.д. Сумма площадей этих столбцов, как раз и есть сумма ряда. И это больше, чем несобственный интеграл. В то же время столбцы, расположенные ниже графика (только красная часть на чертеже), имеют высоту так как у первого из них высота . Сумма их площадей это сумма остатка ряда без 1-го слагаемого. Но они все ниже графика, то есть их суммарная площадь меньше, чем несобственный интеграл. Итак, получили: Правое неравенство означает: из того, что ряд сходится, следует, что несобственный интеграл сходится. А левое неравенство значит, что из сходимости интеграла следует сходимость остатка ряда, начиная со 2-го элемента. Но ведь сходимость остатка ряда равносильна сходимости самого ряда. Поэтому в итоге получается такой факт: ряд сходится тогда и только тогда, когда несобственный интеграл сходится. Фактически, с помощью этой теоремы можно во многих случаях как бы заменять n на x, и исследовать не дискретные, а непрерывные величины, а это удобнее, т.к. можно интегрировать, применять первообразные, то есть гораздо больше способов для исследования. Следствие. Ряды вида , сходятся при . Доказательство очевидно: они эквивалентны интегралам , про которые известно, что при есть сходимость. Итак, , , сходятся, а вот , расходятся, здесь степень меньше или равна 1. Но не всегда удаётся подобрать такую функцию, чтобы применить интегральный признак Коши. Например, в ряде может содержаться n! Поэтому нужны и другие признаки.
Если исследовать внутреннюю структуру ряда, а именно отношение следующего слагаемого к предыдущему, то например, для геометрической прогрессии это число всегда одно и то же (знаменатель прогрессии). А вот если ряд не является прогрессией, то оно как-то варьируется, для сходимости важно, чтобы оно оказалось меньше какого-то , то есть было меньше сходящейся прогрессии. Теорема 3. Признак Даламбера в конечной (не-предельной) форме.
Если при всех (то есть начиная с некоторого номера) выполняется условие , то ряд абсолютно сходится. Доказательство. Во-первых, сходимость ряда равносильна сходимости его остатка, т.е. можем рассмотреть остаток ряда и заново перенумеровать члены ряда, начиная с , поэтому можно доказывать даже при том условии, что верно, даже начиная с первого номера. Обратите внимание, что условие это не то же самое что . В нашем случае все они меньше , которое само меньше 1, т.е. отделено от 1 некоторым расстоянимем на числовой прямой, т.е. предел этих величин не может быть равен 1, от любой из них до 1 остаётся некоторое расстояние ! , . Продолжая таким образом, можно модуль каждого члена ряда оценить с помощью и какой-то степени числа . Итак, = получилось, что ряд, состоящий из модулей, меньше некоторой убывающей геометрической прогрессии. = . Итак, сумма меньше некоторого конечного числа, т.е. ряд сходится, а значит, исходный ряд сходится абсолютно.
Теорема 4. Признак Даламбера в предельной форме. Если то ряд абсолютно сходится, если при этом то ряд расходится. Доказательство. Следует из предыдущей теоремы таким образом. Если предел равен и оно строго меньше 1, то для всякого , начиная с некоторого номера, все отношения вида входят в окрестность , а если заранее возьмём , то все эти элементы окажутся левее, чем , при этом . То есть, они всё равно будут отделены от 1 неким расстоянием. А тогда выполняются условия прошлой теоремы, и ряд абсолютно сходится. Пример. Исследовать сходимость ряда . Поделим n+1 й член ряда на n-й. На практике лучше пользоваться предельным признаком, т.е. сразу перейти к пределу и получить . = = . Ответ: ряд сходится. Замечание. Сходимость здесь сразу абсолютная, так как все слагаемые и так положительны. Пример. Исследовать сходимость ряда . = = = . Итак, , ряд сходится. Теорема 5. Радикальный признак Коши в конечной форме. Если при всех выполнено условие , то ряд абсолютно сходится. Доказательство. Если , то . Таким образом, начиная с некоторого номера, остаток ряда меньше или равен, чем убывающая геометрическая прогрессия.
. Эта сумма конечна, то есть ряд абсолютно сходится.
Теорема 6. Радикальный признак Коши в предельной форме. Если то ряд абсолютно сходится, если расходится. Доказательство следует из предыдущей теоремы, аналогично тому, как Т.4 из Т.3. Пример. Выяснить сходимость ряда . Рассмотрим = (использовали 2-й замеч. предел) ряд расходится.
Замечание. При признак Даламбера и радикальный признак Коши не дают никакого ответа, в этом случае надо применять какие-либо другие признаки.
Далее следует серия признаков, основанных не на внутренней структуре ряда, а на сравнении с каким-то внешним, «эталонным» рядом.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-11-22; просмотров: 122; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.176.166 (0.013 с.) |