Đang tải... (xem toàn văn)
Chào các bạn, lại là mình đây Tiếp tục chuỗi series ôn tập của môn Giải tích 3 hàng tuần nhéTuần này sẽ là các vấn đề về CHUỖI LŨY THỪA và CHUỖI FOURIER. Các bạn có thể Chia sẻ về Trang cá nhân hoặc Tải về để tham khảo nha Hàng tuần cũng đều có những bài Hỗ trợ học tập tương tự như vậy nhé.
TÀI LIỆU GT3 BÁ VJP PRO NO1 I Chuỗi ∑∞ 𝒏=𝒏𝟎 𝒖𝒏 Điều kiện cần để chuỗi hội tụ: lim 𝑢𝑛 = 𝑛→∞ → 𝑁ế𝑢 lim 𝑢𝑛 ≠ ℎ𝑜ặ𝑐 𝑘ℎơ𝑛𝑔 𝑡ồ𝑛 𝑡ạ𝑖 → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì 𝑛→∞ ( Trước làm câu chuỗi nhẩm nhanh giới hạn trước làm ) Chuỗi số Một số chuỗi số có sẵn Chuỗi Riemann ∞ ∑ 𝑛=1 𝛼 > → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 ℎộ𝑖 𝑡ụ { 𝑛𝛼 𝛼 ≤ → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì Chuỗi hình học ∞ |𝑞| < → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 ℎộ𝑖 𝑡ụ ∑ 𝑞𝑛 { |𝑞| ≥ → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì 𝑛=0 a) Chuỗi số dương Có 𝑢𝑛 ≥ ∀ 𝑛 ≥ 𝑛0 Các tiêu chuẩn áp dụng cho chuỗi số dương: Tiêu chuẩn D’ Alembert ( Áp dụng tốt cho hàm có mũ, giai thừa ) 𝐷 < → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑢𝑛+1 lim = 𝐷 → { 𝐷 > → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì 𝑛→∞ 𝑢𝑛 𝐷 = → 𝐾ℎô𝑛𝑔 𝑘ế𝑡 𝑙𝑢ậ𝑛 Note: Cách nhớ un+1/un < suy un+1 < un nghĩa số đằng sau nhỏ số đằng trước => Dãy giảm dần giảm dần => Hội tụ Tiêu chuẩn Cauchy ( Áp dụng tốt cho hàm cần hạ bậc n ) 𝐶 < → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 ℎộ𝑖 𝑡ụ lim √𝑢𝑛 = 𝐶 → { 𝐶 > → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì 𝑛→∞ 𝐶 = → 𝐾ℎơ𝑛𝑔 𝑘ế𝑡 𝑙𝑢ậ𝑛 Note: Từ cách nhớ TC D’ Alembert suy Cauchy tương tự =)) Nguyễn Tiến Được – K64 Tiêu chuẩn tích phân ( Theo thấy TC thường áp dụng cho dạng nên khơng nói TCTP mặt lí thuyết ) ∞ ∑ 𝑛=2 𝑛 𝑙𝑛𝑎 𝑛 > ∀𝑛 ≥ → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑙à 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑑ươ𝑛𝑔 𝑛 𝑙𝑛𝑎 𝑛 𝑋é𝑡 𝑓(𝑥) = ,𝑥 ≥ 𝑥 𝑙𝑛𝑎 𝑥 𝑓(𝑥) 𝑙𝑖ê𝑛 𝑡ụ𝑐, 𝑑ươ𝑛𝑔, đơ𝑛 đ𝑖ệ𝑢 𝑔𝑖ả𝑚 ∀ 𝑥 ≥ lim 𝑓(𝑥) = 𝑥→∞ 𝐶ℎỉ 𝑟𝑎 ∞ ∞ ∞ 1 ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = ∫ 𝑑𝑥 = ∫ 𝑑(ln 𝑥) = 𝐼 𝑎 𝑎 { 2 𝑥 𝑙𝑛 𝑥 ln 𝑥 𝐶ó 𝑢𝑛 = Nếu I hội tụ => ∑∞ 𝑛=2 I phân kì => ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛.𝑙𝑛𝑎 𝑛 ∞ ∑𝑛=2 𝑛.𝑙𝑛𝑎 𝑛 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì Tiêu chuẩn so sánh ∞ ∞ Đặ𝑡 ∑ 𝑢𝑛 (1) ; ∑ 𝑣𝑛 (2) 𝑛=𝑛0 𝑛=𝑛0 𝑁ế𝑢 𝑢𝑛 ≤ 𝑣𝑛 ∀𝑛 , 𝑣𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ → 𝑢𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ + TC1 : { 𝑁ế𝑢 𝑢𝑛 ≤ 𝑣𝑛 ∀𝑛 , 𝑢𝑛 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì → 𝑣𝑛 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì Note: Cách nhớ: chuỗi dài to mà hội tụ chuỗi nhỏ phải hội tụ Chuỗi bé nhỏ mà phân kì chuỗi lớn phải phân kì < 𝑘 < +∞ → (1), (2) 𝑐ù𝑛𝑔 𝐻𝑇, 𝑃𝐾 + TC2 : lim =𝑘→{ 𝑘 = → (2) 𝐻𝑇 → (1) 𝐻𝑇 𝑛→∞ 𝑣𝑛 𝑘 = +∞ → (2) 𝑃𝐾 → (1) 𝑃𝐾 Một dạng phổ biến sử dụng TC2 𝑢𝑛 ∞ ∞ 𝑛=2 𝑛=2 ln 𝑛 ∑ 𝑎 = ∑ 𝑢𝑛 𝑛 𝑁ế𝑢 𝑎 < → 𝐶ℎọ𝑛 𝑣𝑛 = 𝛼 𝑣ớ𝑖 < 𝛼 < 𝑎 𝑛 𝑁ế𝑢 𝑎 > → 𝐶ℎọ𝑛 𝑣𝑛 = 𝛼 𝑣ớ𝑖 < 𝛼 < 𝑛 𝑢𝑛 → 𝑋é𝑡 lim → 𝑠ử 𝑑ụ𝑛𝑔 𝑇𝐶2 𝑛→∞ 𝑣𝑛 Nguyễn Tiến Được – K64 b) Chuỗi đan dấu 𝑢𝑛 𝑐ó (−1)𝑛 → 𝐾ℎơ𝑛𝑔 𝑝ℎả𝑖 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑑ươ𝑛𝑔 Một số tiêu chuẩn cho chuỗi đan dấu ∞ ∞ ∑ 𝑎𝑛 = ∑ (−1)𝑛 𝑢𝑛 𝑣ớ𝑖 𝑢𝑛 > ∀ 𝑛 ≥ 𝑛0 𝑛=𝑛0 𝑛=𝑛0 Tiêu chuẩn Leibnitz ( Phát triển từ tiêu chuẩn Dirichlet mục d ) 𝑢𝑛+1 ≤ 𝑢𝑛 ∀𝑛 Nếu {ℎ𝑎𝑦 {𝑢𝑛 } 𝑙à 𝑑ã𝑦 đơ𝑛 đ𝑖ệ𝑢 𝑔𝑖ả𝑚 ∀𝑛 ≥ 𝑛0 lim 𝑢𝑛 = 𝑛→∞ → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑐ℎ𝑜 𝑙à 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 đ𝑎𝑛 𝑑ấ𝑢 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑡ℎ𝑒𝑜 𝑡𝑖ê𝑢 𝑐ℎ𝑢ẩ𝑛 𝐿𝑒𝑖𝑏𝑛𝑖𝑡𝑧 Tiêu chuẩn D’ Alembert Cauchy mở rộng ( Khi sử dụng loại bỏ (-1) n nhờ dấu trị tuyệt đối Thường dùng xét HTTĐ thấy phù hợp cho chuỗi đan dấu) 𝑎𝑛+1 |=𝑘 𝑛→∞ 𝑎𝑛 lim |√𝑎𝑛 | = 𝑘 lim | 𝑛→∞ 𝑘 < → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 ℎộ𝑖 𝑡ụ, ℎơ𝑛 𝑛ữ𝑎 𝑐ò𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑡𝑢𝑦ệ𝑡 đố𝑖 Khi { ∞ 𝑘 > → 𝐶ℎ𝑢ỗ𝑖 ∑∞ 𝑛=𝑛0 𝑎𝑛 𝑣à ∑𝑛=𝑛0 |𝑎𝑛 | 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì c) Sự hội tụ tuyệt đối, bán hội tụ chuỗi ∞ ∞ ∑ 𝑢𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑡𝑢𝑦ệ𝑡 đố𝑖 ↔ ∑ |𝑢𝑛 | ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛=𝑛0 ∞ ∞ 𝑛=𝑛0 ∞ ∑ 𝑢𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛ℎư𝑛𝑔 ∑ |𝑢𝑛 | 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì → ∑ 𝑢𝑛 𝑏á𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛=𝑛0 𝑛=𝑛0 ∞ ∞ 𝑛=𝑛0 → Đị𝑛ℎ 𝑙í: ∑ |𝑢𝑛 | ℎộ𝑖 𝑡ụ → ∑ 𝑢𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛=𝑛0 ∞ 𝑛=𝑛0 ∞ 𝑇𝑢𝑦 𝑛ℎ𝑖ê𝑛 𝑛ế𝑢 ∑ |𝑢𝑛 | 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì 𝑡ℎì 𝑘ℎơ𝑛𝑔 𝑠𝑢𝑦 𝑟𝑎 ∑ 𝑢𝑛 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì đượ𝑐 ∞ 𝑛=𝑛0 𝑛=𝑛0 𝑁ℎư𝑛𝑔 𝑛ế𝑢 ∑ |𝑢𝑛 | 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì 𝑡ℎ𝑒𝑜 𝑇𝐶 𝐷′ 𝐴𝑙𝑒𝑚𝑏𝑒𝑟𝑡 ℎ𝑎𝑦 𝐶𝑎𝑢𝑐ℎ𝑦 𝑚ở 𝑟ộ𝑛𝑔 𝑛=𝑛0 ∞ → ∑ 𝑢𝑛 𝑐ũ𝑛𝑔 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ì 𝑛=𝑛0 Nguyễn Tiến Được – K64 d) Một vài tiêu chuẩn nâng cao ( Sưu tầm by Trần Bá Hiếu ) Tiêu chuẩn Dirichlet Abel +∞ 𝐶ℎ𝑜 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố ∑ 𝑎𝑛 𝑏𝑛 𝑛=1 −𝐷𝑖𝑟𝑖𝑐ℎ𝑙𝑒𝑡: +∞ +) 𝐷ã𝑦 𝑐á𝑐 𝑡ổ𝑛𝑔 𝑟𝑖ê𝑛𝑔 𝑐ủ𝑎 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 ∑ 𝑎𝑛 𝑙à 𝑏ị 𝑐ℎặ𝑛 𝑛=1 +) 𝑏𝑛 𝑙à 𝑑ã𝑦 đơ𝑛 đ𝑖ệ𝑢 ℎộ𝑖 𝑡ụ đế𝑛 +∞ => ∑ 𝑎𝑛 𝑏𝑛 𝑙à 𝑚ộ𝑡 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛=1 −𝐴𝑏𝑒𝑙: +∞ +) ∑ 𝑎𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛=1 +) 𝑏𝑛 𝑙à 𝑚ộ𝑡 𝑑ã𝑦 𝑠ố đơ𝑛 đ𝑖ệ𝑢 𝑏ị 𝑐ℎặ𝑛 +∞ => ∑ 𝑎𝑛 𝑏𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛=1 Tiêu chuẩn chuỗi số mở rộng +∞ +∞ 𝐶ℎ𝑜 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố 𝑑ươ𝑛𝑔 ∑ 𝑎𝑛 𝑣à ∑ 𝑏𝑛 𝑡ℎỏ𝑎 𝑚ã𝑛 𝑛=1 +) 𝑛=1 𝑎𝑛 =𝑘≠0 𝑛→+∞ 𝑏𝑛 lim 𝑎𝑛 +∞ +) 𝐷ã𝑦 𝑠ố { }| 𝑙à đơ𝑛 đ𝑖ệ𝑢 𝑏𝑛 𝑛=𝑛 +∞ +∞ => ∑ 𝑎𝑛 𝑣à ∑ 𝑏𝑛 𝑐ù𝑛𝑔 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ỳ, ℎ𝑜ặ𝑐 𝑏á𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ, ℎ𝑜ặ𝑐 𝑐ù𝑛𝑔 𝑛=1 𝑛=1 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑡𝑢𝑦ệ𝑡 đố𝑖 Nguyễn Tiến Được – K64 Tiêu chuẩn Raabe +∞ 𝐶ℎ𝑜 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố 𝑑ươ𝑛𝑔 ∑ 𝑎𝑛 𝑣à lim 𝑛 ( 𝑛→+∞ 𝑛=1 𝑎𝑛 − 1) = 𝑘 𝑎𝑛+1 𝑛ế𝑢 𝑘 > 𝑡ℎì 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛ế𝑢 𝑘 < 𝑡ℎì 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ỳ Tiêu chuẩn Bertrand +∞ 𝐶ℎ𝑜 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố 𝑑ươ𝑛𝑔 ∑ 𝑎𝑛 𝑣à lim ln 𝑛 [𝑛 ( 𝑛→+∞ 𝑛=1 𝑎𝑛 − 1) − 1] = 𝑘 𝑎𝑛+1 𝑛ế𝑢 𝑘 > 𝑡ℎì 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛ế𝑢 𝑘 < 𝑡ℎì 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ỳ Tiêu chuẩn A +∞ 𝑛 𝑛 (1 − √𝑎𝑛 ) = 𝑘 𝑛→+∞ ln 𝑛 𝐶ℎ𝑜 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố 𝑑ươ𝑛𝑔 ∑ 𝑎𝑛 𝑣à lim 𝑛=1 𝑛ế𝑢 𝑘 > 𝑡ℎì 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛ế𝑢 𝑘 < 𝑡ℎì 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ỳ Tiêu chuẩn B +∞ ln 𝑛 𝑛 𝑛 [ (1 − √𝑎𝑛 ) − 1] = 𝑘 𝑛→+∞ ln(ln 𝑛) ln 𝑛 𝐶ℎ𝑜 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố 𝑑ươ𝑛𝑔 ∑ 𝑎𝑛 𝑣à lim 𝑛=1 𝑛ế𝑢 𝑘 > 𝑡ℎì 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑛ế𝑢 𝑘 < 𝑡ℎì 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑠ố 𝑝ℎâ𝑛 𝑘ỳ Chuỗi hàm ∞ 𝐶ó 𝑑ạ𝑛𝑔 ∑ 𝑢𝑛 (𝑥) 𝑛=𝑛0 a) Sự hội tụ Nguyễn Tiến Được – K64 Định nghĩa ∞ ∑ 𝑢𝑛 (𝑥) ℎộ𝑖 𝑡ụ đề𝑢 đế𝑛 𝑆(𝑥) 𝑡𝑟ê𝑛 𝑡ậ𝑝 𝑋 ↔ ∀𝜀 > 𝑏é 𝑡ù𝑦 ý 𝑛=𝑛0 ∃ 𝑛0 (𝜀) ∈ 𝑁: ∀𝑛 > 𝑛0 (𝜀), 𝑡𝑎 𝑐ó |𝑆𝑛 (𝑥) − 𝑆(𝑥)| < 𝜀, ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 Một vài tiêu chuẩn xét hội tụ TC Cauchy ∀𝜀 > 0, ∀𝑥 ∈ 𝐼 ∃𝑛0 : |𝑆𝑛+𝑝 (𝑥) − 𝑆𝑛 (𝑥)| < 𝜀, ∀𝑛 > 𝑛0 , ∀𝑝 ∈ 𝑁 ∞ → ∑ 𝑢𝑛 (𝑥) ℎộ𝑖 𝑡ụ đề𝑢 𝑡𝑟ê𝑛 𝐼 𝑛=𝑛0 TC Weierstrass (Thường sử dụng) |𝑢𝑛 (𝑥) ≤ 𝑎𝑛 ∀𝑛 ∈ 𝑁, ∀𝑥 ∈ 𝐼 Nếu { ∑∞ 𝑛=𝑛0 𝑎𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ ∞ → ∑ 𝑢𝑛 (𝑥) ℎộ𝑖 𝑡ụ đề𝑢 𝑡𝑟ê𝑛 𝐼 𝑛=𝑛0 Note: Bài tốn tìm miền hội tụ, sử dụng đến tính chất hội tụ thường áp dụng cho dạng đặc biệt chuỗi hàm chuỗi lũy thừa nên khơng nói sâu chuỗi hàm mà nói vào chuỗi lũy thừa ln b) Chuỗi lũy thừa ∞ 𝐶ó 𝑑ạ𝑛𝑔 ∑ 𝑢𝑛 𝑥 𝑛 𝑛=𝑛0 +) 𝐵á𝑛 𝑘í𝑛ℎ ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑅 𝑐ủ𝑎 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑙ũ𝑦 𝑡ℎừ𝑎: 𝑢𝑛 𝑅 = lim | | ℎ𝑜ặ𝑐 𝑅 = lim 𝑛→∞ 𝑢𝑛+1 𝑛→∞ √𝑢 𝑛 Khi chuỗi lũy thừa hội tụ ∀𝑥 ∈ (−𝑅; 𝑅) Xét điểm x=R x=-R => Miền hội tụ +) 𝐿ú𝑐 𝑛à𝑦 𝑡𝑎 𝑠ử 𝑑ụ𝑛𝑔 𝑡í𝑛ℎ 𝑐ℎấ𝑡 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 𝑙ũ𝑦 𝑡ℎừ𝑎 ℎộ𝑖 𝑡ụ đề𝑢 𝑡𝑟ê𝑛 𝑚𝑖ề𝑛 ℎộ𝑖 𝑡ụ 𝑣à 𝑡í𝑛ℎ 𝑐ℎấ𝑡 𝑐ủ𝑎 𝑚ộ𝑡 𝑐ℎ𝑢ỗ𝑖 ℎộ𝑖 𝑡ụ đề𝑢 𝑡𝑎 𝑐ó: 𝑏 ∞ ∞ 𝑏 𝑛 ∫ ( ∑ 𝑢𝑛 𝑥 ) 𝑑𝑥 = ∑ (∫ 𝑢𝑛 𝑥 𝑛 𝑑𝑥 ) 𝑎 𝑛=𝑛0 𝑛=𝑛0 𝑎 ∞ ∞ 𝑛=𝑛0 𝑛=𝑛0 𝑑 𝑑 (𝑢𝑛 𝑥 𝑛 ) ( ∑ 𝑢𝑛 𝑥 𝑛 ) = ∑ 𝑑𝑥 𝑑𝑥 Nguyễn Tiến Được – K64 Đây tính chất sử dụng cho dạng tính tổng khai triển Taylor hay Maclaurin Các dạng vơ số kể, làm đề cương Sami đủ cịn muốn MacBook hay HBTN chịu =)) Bảng khai triển Maclaurin thường gặp ∞ 𝑥 𝑥2 𝑥3 𝑥𝑛 𝑥 𝑒 =1+ + + +⋯= ∑ 1! 2! 3! 𝑛! 𝑥∈𝑅 𝑛=0 ∞ 𝑥2 𝑥4 𝑥 2𝑛 𝑛 (−1) cos 𝑥 = − + − ⋯ = ∑ 2! 4! 2𝑛! 𝑥∈𝑅 𝑛=0 ∞ 𝑥3 𝑥5 𝑥 2𝑛−1 𝑛−1 sin 𝑥 = 𝑥 − + − ⋯ = ∑ (−1) (2𝑛 − 1)! 3! 5! 𝑥∈𝑅 𝑛=1 ∞ = + 𝑥 + 𝑥2 + ⋯ = ∑ 𝑥𝑛 1−𝑥 |𝑥| < 𝑥2 𝑥3 𝑥 𝑛+1 ln(1 + 𝑥) = −𝑥 − − − ⋯ = ∑ − 𝑛+1 |𝑥| < 𝑛=0 ∞ 𝑛=0 ∞ 𝑥3 𝑥5 𝑥 2𝑛+1 𝑛 arctan 𝑥 = 𝑥 − + + ⋯ = ∑ (−1) 2𝑛 + |𝑥| ≤ 𝑛=0 ∞ (1 + 𝑥)𝛼 = + ∑ 𝑛=1 𝛼(𝛼 − 1) … (𝛼 − 𝑛 + 1) 𝑛 𝑥 𝑛! Chuỗi Fourier Tổng quát ∞ 𝑎0 𝑓(𝑥) = + ∑ (𝑎𝑛 cos 𝑛𝑥 + 𝑏𝑛 sin 𝑛𝑥) ∀𝑎𝑛 , 𝑏𝑛 ∈ 𝑅 𝑛=1 Một số bổ đề ∀𝑝, 𝑘 ∈ 𝑍 𝜋 1) ∫ sin 𝑘𝑥 𝑑𝑥 = −𝜋 𝜋 2) ∫ cos 𝑘𝑥 𝑑𝑥 = 0, 𝑘 ≠ −𝜋 𝜋 3) ∫ cos 𝑘𝑥 sin 𝑝𝑥 𝑑𝑥 = −𝜋 Nguyễn Tiến Được – K64 |𝑥| < 𝜋 ,𝑘 ≠ 𝑝 4) ∫ cos 𝑘𝑥 cos 𝑝𝑥 = { 𝜋, 𝑘 = 𝑝 ≠ −𝜋 𝜋 0, 𝑘 ≠ 𝑝 5) ∫ sin 𝑘𝑥 sin 𝑝𝑥 = { 𝜋, 𝑘 = 𝑝 ≠ −𝜋 Các trường hợp đặc biệt Hàm số f(x) tuần hồn với chu kì 2π (Thường gặp) ∞ 𝑎0 𝑓(𝑥) = + ∑ (𝑎𝑛 cos 𝑛𝑥 + 𝑏𝑛 sin 𝑛𝑥) 𝜋 𝑛=1 ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 𝜋 −𝜋 𝜋 𝑎𝑛 = ∫ 𝑓(𝑥) cos 𝑛𝑥 𝑑𝑥 𝑣ớ𝑖 𝑛 = 1,2,3, … 𝜋 −𝜋 𝜋 𝑏𝑛 = ∫ 𝑓(𝑥) sin 𝑛𝑥 𝑑𝑥 𝑣ớ𝑖 𝑛 = 1,2,3, … 𝜋 −𝜋 (*) Định lý Dirichlet: Cho f (x) tuần hồn với chu kì 2 , đơn điệu khúc bị chặn ; chuỗi Fourier hội tụ điểm đoạn ; có S(x) f (x), điểm liên tục f (x) 𝑎0 = Cịn điểm gián đoạn x c có 𝑆(𝑐) = 𝑓(𝑐+0)+𝑓(𝑐−0) (*) Đẳng thức Parseval: Nếu f(x) thỏa mãn định lý Dirichlet thỏa mãn đẳng thức sau: ∞ 𝜋 𝑎02 ∫ 𝑓 (𝑥)𝑑𝑥 = + ∑ (𝑎𝑛2 + 𝑏𝑛2 ) 𝜋 −𝜋 𝑛=1 Hàm số f(x) tuần hồn với chu kì 2l ∞ 𝑎0 𝑛𝜋𝑥 𝑛𝜋𝑥 𝑓(𝑥) = + ∑ (𝑎𝑛 cos + 𝑏𝑛 sin ) 𝑙 𝑙 𝑙 𝑛=1 𝑎0 = ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 𝑙 =𝑙 𝑙 𝑛𝜋𝑥 𝑎𝑛 = ∫ 𝑓(𝑥) cos 𝑑𝑥 𝑣ớ𝑖 𝑛 = 1,2,3, … 𝑙 −𝑙 𝑙 𝑙 𝑛𝜋𝑥 𝑏𝑛 = ∫ 𝑓(𝑥) sin 𝑑𝑥 𝑣ớ𝑖 𝑛 = 1,2,3, … 𝑙 −𝑙 𝑙 Hàm số f(x) hàm chẵn → 𝑓(𝑥) cos 𝑛𝑥 𝑙à ℎà𝑚 𝑐ℎẵ𝑛 , 𝑓(𝑥) sin 𝑛𝑥 𝑙à ℎà𝑚 𝑙ẻ Nguyễn Tiến Được – K64 𝜋 → 𝑎𝑛 = ∫ 𝑓(𝑥) cos 𝑘𝑥 𝑑𝑥 ; 𝑏𝑛 = ∀𝑛 ∈ 𝑁 𝜋 Hàm số f(x) hàm lẻ → 𝑓(𝑥) cos 𝑛𝑥 𝑙à ℎà𝑚 𝑙ẻ, 𝑓(𝑥) sin 𝑛𝑥 𝑙à ℎà𝑚 𝑐ℎẵ𝑛 𝜋 → 𝑏𝑛 = ∫ 𝑓(𝑥) sin 𝑘𝑥 𝑑𝑥 ; 𝑎𝑛 = ∀𝑛 ∈ 𝑁 𝜋 II Phương trình vi phân cấp 𝐹(𝑥, 𝑦, 𝑦 ′ ) = ℎ𝑜ặ𝑐 𝑦 ′ = 𝑓(𝑥; 𝑦) Phương trình vi phân khuyết 𝐹(𝑥, 𝑦 ′ ) = +) 𝑦 ′ = 𝑓(𝑥) → 𝑦 = ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 +) 𝑥 = 𝑓(𝑦 ′ ), đặ𝑡 𝑦 ′ = 𝑡 → 𝑥 = 𝑓(𝑡); 𝑦 = ∫ 𝑡𝑓 ′ (𝑡)𝑑𝑡 𝐹(𝑦, 𝑦 ′ ) = 𝑑𝑦 𝑑𝑦 +) 𝑦 ′ = 𝑓(𝑦) → = 𝑓(𝑦) → 𝑑𝑥 = →𝑥= ∫ 𝑑𝑦 𝑑𝑥 𝑓(𝑦) 𝑓(𝑦) 𝑓 ′ (𝑡) +) 𝑦 = 𝑓(𝑦 ′ ), đặ𝑡 𝑦 ′ = 𝑡 → 𝑦 = 𝑓(𝑡); 𝑥 = ∫ 𝑑𝑡 𝑡 𝑓 ′ (𝑡) ′) ′ +) 𝐹(𝑦, 𝑦 = 0, đặ𝑡 𝑦 = 𝑓(𝑡) → 𝑦 = 𝑔(𝑡) → 𝑥 = ∫ 𝑑𝑡 𝑔(𝑡) Phương trình vi phân phân li biến số 𝑓(𝑦)𝑑𝑦 = 𝑔(𝑥)𝑑𝑥 → 𝐹(𝑦) = ∫ 𝑔(𝑥)𝑑𝑥 Phương trình vi phân đẳng cấp (thuần nhất) 𝑦 𝑦′ = 𝐹 ( ) 𝑥 𝑦 → 𝑦′ = 𝑣 + 𝑥𝑣′ 𝑥 +) 𝐾ℎ𝑖 𝑝𝑡𝑣𝑝 𝑡𝑟ở 𝑡ℎà𝑛ℎ 𝑝𝑡𝑣𝑝 𝑝ℎâ𝑛 𝑙𝑖 +) Đặ𝑡 𝑣 = Phương trình vi phân tuyến tính 𝑦 ′ + 𝑝(𝑥)𝑦 = 𝑞(𝑥) ℎ𝑜ặ𝑐 𝑥 ′ + 𝑝(𝑦)𝑥 = 𝑞(𝑦) Nghiệm tổng quát: 𝑦 = 𝑒 − ∫ 𝑝(𝑥)𝑑𝑥 [∫(𝑞(𝑥) 𝑒 ∫ 𝑝(𝑥)𝑑𝑥 )𝑑𝑥 + 𝐶 ] Phương trình Bernoulli 𝑦 ′ + 𝑝(𝑥)𝑦 = 𝑞(𝑥)𝑦 𝛼 ℎ𝑜ặ𝑐 𝑥 ′ + 𝑝(𝑦)𝑥 = 𝑞(𝑦)𝑥 𝛼 +) 𝑁ế𝑢 𝛼 = → 𝑦′ + 𝑦[𝑝(𝑥) − 𝑞(𝑥)] = → 𝑃𝑇𝑉𝑃 𝑡ℎ𝑢ầ𝑛 𝑛ℎấ𝑡 Nguyễn Tiến Được – K64 +) 𝑁ế𝑢 𝛼 ≠ → 𝑦 −𝛼 𝑦 ′ + 𝑝(𝑥)𝑦1−𝛼 = 𝑞(𝑥) Đặ𝑡 𝑧 = 𝑦 1−𝛼 ′ → 𝑧 = (1 − 𝛼)𝑦 −𝛼 ′ 𝑦 → 𝑦 −𝛼 𝑧′ 𝑦 = 1−𝛼 ′ 𝑇ℎ𝑎𝑦 𝑣à𝑜 𝑃𝑇 𝑡𝑎 đượ𝑐: 𝑧 ′ + 𝑝(𝑥)𝑧 = 𝑞(𝑥) → 𝑧 ′ + (1 − 𝛼)𝑝(𝑥)𝑧 = (1 − 𝛼)𝑞(𝑥) 1−𝛼 → 𝑃𝑇𝑉𝑃 𝑡𝑢𝑦ế𝑛 𝑡í𝑛ℎ PTVP tồn phần 𝑃(𝑥, 𝑦)𝑑𝑥 + 𝑄(𝑥, 𝑦)𝑑𝑦 = 𝑡ℎỏ𝑎 𝑚ã𝑛 𝑄𝑥′ = 𝑃𝑦′ 𝑁𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑐ủ𝑎 𝑃𝑇𝑉𝑃 𝑙à: 𝑥 𝑦 ∫ 𝑃(𝑥, 𝑦0 )𝑑𝑥 + ∫ 𝑄(𝑥, 𝑦)𝑑𝑦 = 𝐶 𝑥0 𝑦 𝑦0 𝑥 ℎ𝑜ặ𝑐 ∫ 𝑄(𝑥0 , 𝑦)𝑑𝑦 + ∫ 𝑃(𝑥, 𝑦)𝑑𝑦 = 𝐶 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑥0 , 𝑦0 𝑡ù𝑦 𝑐ℎọ𝑛 𝑦0 𝑥0 (*)Nhân tử tích phân: PT 𝑃(𝑥, 𝑦)𝑑𝑥 + 𝑄(𝑥, 𝑦)𝑑𝑦 = khơng phải PTVP tồn phần tồn hàm số h(x,y) cho: ℎ(𝑥, 𝑦)[𝑃(𝑥, 𝑦)𝑑𝑥 + 𝑄(𝑥, 𝑦)𝑑𝑦] = 𝑙à 𝑃𝑇𝑉𝑃 𝑡𝑜à𝑛 𝑝ℎầ𝑛 [ℎ(𝑥, 𝑦)𝑃(𝑥, 𝑦)]′𝑦 = [ℎ(𝑥, 𝑦)𝑄(𝑥, 𝑦)]′𝑥 → ℎ(𝑥, 𝑦) 𝑔ọ𝑖 𝑙à 𝑛ℎâ𝑛 𝑡ử (*)Cách tìm nhân tử h(x,y) 𝑃𝑦′ − 𝑄𝑥′ 𝑇𝐻1: 𝑁ế𝑢 = 𝐼 𝑐ℎỉ 𝑝ℎụ 𝑡ℎ𝑢ộ𝑐 𝑣à𝑜 𝑥 𝑡ℎì ℎ(𝑥) = 𝑒 − ∫ 𝐼𝑑𝑥 𝑄 ′ 𝑃𝑦 − 𝑄𝑥′ 𝑇𝐻2: 𝑁ế𝑢 = 𝐼 ′ 𝑐ℎỉ 𝑝ℎụ 𝑡ℎ𝑢ộ𝑐 𝑣à𝑜 𝑦 𝑡ℎì ℎ(𝑦) = 𝑒 ∫ 𝐼′𝑑𝑦 𝑃 CHÚC MỌI NGƯỜI THI TỐT, FULL A+