1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

Bài tập chuỗi

5 665 9

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Nội dung

3 BÀI TẬP CHUỖI SỐ - CHUỖI HÀM 1. Bài 1: Khảo sát sự hội tụ của chuỗi 1 n n a    +/. Nếu 1a  thì   2 1 1 n n n aa S a a a a        +/. Nếu 1a  thì 1 1 1 n Sn     Khi 1a  thì lim 0 n n a   do đó lim 1 n n a S a    Vậy chuỗi hội tụ và có 1 1 n n a a a      Khi 1a  thì lim n n S    nên chuỗi phân kỳ và có 1 n n a      Khi 1a  thì không tồn tại lim n n S  nên chuỗi phân kỳ. 2. Bài 2: CMR chuỗi 2 1 1 n n    hội tụ Với n ta có: 22 11 1 2 n s n        1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1.2 2.3 1 . 2 2 3 1n n n n n                                   Vì dãy tổng riêng bị chặn nên chuỗi hội tụ. 3. Bài 3: CMR chuỗi 1 21 32 n n n n         hội tụ theo dấu hiệu Cauchy Vì 2 1 2 lim lim 1 3 2 3 n n nn n a n        4. Bài 4: Chứng minh rằng chuỗi   2 ln 1 n nn phân kỳ. Hàm số   1 ln fx xx    ; 2,x  là dương, giảm và       2 2 lnlnlim ln x xx dx nên chuỗi đã cho phân kỳ. 5. Bài 5: CMR chuỗi   1 ! n n n n hội tụ. Ta có 1 1 1 1 1 lim 1 limlim 1                   e n n n a a n n n n Do đó chuỗi đã cho hội tụ theo dấu hiệu D'Alembert. 6. Bài 6: CMR chuỗi        1 ln 1 n n nn hội tụ. Ta có hàm   xxxf ln với   1 ' 1 0fx x    1x Do đó     nnnnn  ln1ln1 Mặt khác        n n nnn ln 1ln khi n thì 0 ln  n n Tức là    nn ln Vậy dãy 0 ln 1         nnn và chuỗi đã cho hội tụ theo dấu hiệu Leibnitz. 4 7. Bài 7: Xuất phát từ định nghĩa, chứng minh sự hội tụ của các chuỗi a/.        1 1212 1 n nn b/.       1 3 1 n nn a/. Với  Zk ta có               12 1 12 1 2 1 1212 1 kkkk Ta viết lần lượt đẳng thức trên với nk , ,2,1 như sau:                             12 1 12 1 2 1 1212 1 5 1 3 1 2 1 5.1 1 3 1 1 2 1 3.1 1 nnnn Từ đó có                 1 12 1 1 2 1 1212 1 k n nkk S và 2 1 12 1 1 2 1 limlim          n S n Vậy chuỗi        1 1212 1 n nn hội tụ. b/. Xét dãy tổng riêng                        n k n nnnkk S 1 3 1 2 11 3 1 3 1 2 1 1 3 1 3 1 và 18 11 lim  n S Vậy chuỗi       1 3 1 n nn hội tụ. 8. Bài 8: Chứng minh chuỗi     1 1 2 n n ntg  hội tụ theo dấu hiệu D'Alembert. Đặt 1 2   n n ntga  có   2 1 2 2 1 limlim 1 2 1       n n n n ntg tgn a a   Vậy chuỗi đã cho hội tụ. 9. Bài 9: Xét sự hội tụ của các chuỗi số sau đây a/.       1 11 1 n nn b/.   1 2 sin n n  a/. Chuỗi hội tụ vì   2 3 1 11 1 n nn a n    b/. Vì 0 2 1 2 sin lim    n n và chuỗi   1 1 n phân kỳ nên   1 2 sin n n  phân kỳ 10. Bài 10: Tính tổng   1 2 3 2 cos n n n  Từ hệ thức 3 sin1 3 2 cos 2  nn  ta tính được 1 3 2   n cox với kn 3 và 2 1 3 2   n cox với kn 3 Vậy        1 23 1 13 1 3 1 kkkn aaaa 7 2 2 2 1 2 2 1 2 1 1 23 1 13 1 3            kkk 11. Bài 11: Xét sự hội tụ đều của các dãy hàm sau 5 a/. Dãy sin x n    Ta có sin lim 0 x x xR n     Do đó sin 0 x n  trên R 1 0; ; ;N n N x R           Ta có: sin 1 0 x nn     Do đó ta có: sin 0 x n  trên R b/. Dãy   n x Đặt     0 0;1 11 x ux x         thì ta có     n n u x x u x trên   0;1 Với 0 1 2   thì mọi số tự nhiên n có   1 0;1 2 n n x  để cho     2 0 11 2 2 n n n u x u x         Nghĩa là không tồn tại số N để   ; 0;1n N x    đều có     1 2 n u x u x Tức là   n ux không hội tụ đều đến   ux 12. Bài 12: Tìm miền hội tụ của chuỗi hàm 1 1 n n x     Ta có   1 1 n n S x x x      Nếu 1x  thì   1 1 1 n n x Sx x     Nếu 1x  thì lim 0 n n x   nên   1 1 1 1;1 1 n n xx x         13. Bài 13: Xét sự hội tụ đều của dãy hàm   2nn n f x x x trên   0;1 *     n fx hội tụ về 0f  trên   0;1 * Chọn 0 1 4   và 1 ; 1,2, 2 n n xn       0 1 ; 4 n n n n n f x f x f x n        Suy ra     n fx không hội tụ đều trên   0;1 . 14. Bài 14: Tìm miền hội tụ của chuỗi hàm 1 1 n n n x x     (1) * 1 1 n n n x xa x     không tiến đến 0 nên (1) phân kỳ * 1 1 1 1 . 1 1 n n n n a x x x x ax           Vậy chuỗi hội tụ tuyệt đối nên (1) hội tụ với 1x  , tức miền hội tụ của (1) là   1;1 15. Bài 15: Tìm miền hội tụ của chuỗi hàm 1 2 n n n x x tg    (2) * Với mỗi 0 xR Ta xét 0 0 1 2 n n n x x tg    có 0 1 1 1 00 0 0 1 1 2 2 2 n n n n n n x tg a xx x a x tg      khi n Vậy chuỗi hội tụ với 00 1 12 2 xx   * 0 2x  Chuỗi phân kỳ. Vậy (2) có miền hội tụ là   2;2 16. Bài 16: Cho       1 1,2, n n f x nx x n   CMR:     11 00 lim lim nn nn f x dx f x dx     6 Ta thấy       0 n f x f trên   0;1 Mặt khác       1 1 1 0 0 0 1 1 12 n n n nn f x dx nx x dx n t t dt nn             (đpcm) 17. Bài 17: Tính tổng   2 3 4 1 2 3 4 x x x x fx     Vì chuỗi có bán kính bằng 1 nên nếu 1x  thì   '2 1 1 1 f x x x x       Từ đó     ln 1 1 dx f x x C x        Với 00xC   Vậy   1;1x       ln 1f x x Chuỗi hội tụ tại 1x  nên     1 1 1 1 lim ln 1 1 1 2 3 4 x fx         Vậy ta có:   1 1 1 ln2 n n n       18. Bài 18: Khai triển Taylor hàm     1 1 f x x x    Trong đó   2 1 0 00 x ex x x           Ta có     00 k   với 0,1,2, k và     1 1! 1 1 k k k x x        Do đó     0 ! 0 ! k f k k   Từ đó khai triển Taylor của   fx là:       00 0 1 !1 n nn nn f S x x x nx                1;1 \ 0S x f x x     19. Bài 19: Tính tổng 46 3.4 5.6 xx x    Ta cần tính     4 6 3 5 ' 1 3.4 5.6 3 5 x x x x S x x S x                 22 '' 2 4 6 ' '' 22 ' 2 11 ; 0 1 1 1 xx S x x x x S x S x dx dx xx dx x x arctgx C S C x                                2 ' 1 2 x S x S x dx x arctgx dx x arctgxdx                2 2 1 ln 1 22 x S x x xarctgx x       20. Bài 20: Chứng tỏ dãy hàm   1 n fx nx  hội tụ đều trên mọi   ,   ,   0   nhưng không hội tụ đều trên   0, Ta có       1 nn f x x f x nx      hội tụ đều trên   ,   đến   0fx Do đó hội tụ điểm trên   0, Ta chọn         0 0 2 2 1 1 1 1 1 . n n n n n f x f x f x n x n n n                 7 Vậy     n fx không hội tụ đều đến hàm   0fx 21. Bài 21: Xét tính liên tục đều của tổng chuỗi hàm 1 1 n x n       Với mọi  sao cho 01   có 1 1 1 1 nn n nn x n n n                        Suy ra 1 1 n x n       hội tụ tuyệt đối và đều trên   ;   . Vì  bất kỳ có thể gần 1 nên tổng chuỗi hàm đã cho liên tục trên   1;1 22. Bài 22: Tính tổng của chuỗi luỹ thừa 23 1.2 2.3 3.4 x x x     23 1.2 2.3 3.4 S x x x x        23 1.2 2.3 3.4 F x S x dx xdx x dx x dx            2 3 4 2 2 0 0 2 2 3 1 2 3 C x x x C x x x x                        2 0 22 2 2 3 00 1 22 ' 0 0 0 11 2 22 1 2 3 1 2 3 2 3 1 11 1 Fx C xx xx Fx CC dx x x dx x x x C x x x Fx C C C xx CC x x x x x x x                                          2 2 1 x Fx x   Mặt khác có         ' 2 ' 23 2 11 x xx S x F xx         . 3 BÀI TẬP CHUỖI SỐ - CHUỖI HÀM 1. Bài 1: Khảo sát sự hội tụ của chuỗi 1 n n a    +/. Nếu 1a  thì   2 1 1 n n n aa S. nên chuỗi hội tụ. 3. Bài 3: CMR chuỗi 1 21 32 n n n n         hội tụ theo dấu hiệu Cauchy Vì 2 1 2 lim lim 1 3 2 3 n n nn n a n        4. Bài 4: Chứng minh rằng chuỗi.      2 2 lnlnlim ln x xx dx nên chuỗi đã cho phân kỳ. 5. Bài 5: CMR chuỗi   1 ! n n n n hội tụ. Ta có 1 1 1 1 1 lim 1 limlim 1                   e n n n a a n n n n Do đó chuỗi đã cho

Ngày đăng: 30/10/2014, 12:00

Xem thêm

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w