Абсолютная и условная сходимости рядов
Возьмем знакопеременный ряд , где числа
могут быть как положительными, так и отрицательными, причем их расположение в ряде произвольно.
Рассмотрим ряд, составленный из абсолютных величин членов этого ряда .
Определение: Знакопеременный ряд называется абсолютно сходящимся, если сходится ряд , составленный из модулей его членов
.
Из сходимости ряда следует сходимость ряда
.
Определение: Если ряд расходится, а сам знакопеременный ряд
сходится, то он называется условно сходящимся.
Так как ряд является рядом с положительными членами, то для исследования вопроса о его сходимости можно применять рассмотренные раннее признаки сходимости: признаки сравнения, Даламбера, интегральный и др.
Пример 1: Исследовать ряд на абсолютную или условную сходимость: .
Решение: Составим ряд из модулей: - это гармонический ряд, он расходится. Для исследования на сходимость исходного знакочередующегося ряда применим признак Лейбница:
- первое условие выполнено;
- второе условие выполнено.
Таким образом , по признаку Лейбница ряд сходится.
Так как ряд из модулей расходится, а сам знакочередующийся ряд сходится, значит, он сходится условно.
Пример 2: Исследовать ряд на абсолютную или условную сходимость: .
Решение: Составим ряд из абсолютных величин членов дан-
ного ряда: - это обобщенно-степенной ряд. Так как показатель степени
, то он сходится. Если сходится ряд из модулей, то знакочередующийся ряд сходится абсолютно.
Степенные ряды
Определение: Выражение вида называется функциональным рядом.
Определение:Степенным рядом называется функциональный ряд вида где x – независимая переменная,
- фиксированное число,
- постоянные коэффициенты.
При степенной ряд принимает вид:
.
Определение: Областью сходимости степенного ряда называется совокупность всех значений x, при которых данный ряд сходится.
Нахождение области сходимости состоит из двух этапов:
1) Определяется интервал сходимости степенного ряда, т.е. интервал числовой оси, симметричный относительно точки x=0 и обладающий тем свойством, что при всех
- ряд сходится. R – радиус сходимости находится по формуле:
.
2) Исследуется сходимость ряда на концах интервала сходимости, т.е. в точках x= -R и x=R .
В зависимости от результатов исследования, область сходимости запишется одним из следующих неравенств:
или
;
или
;
или
;
или
.
Для степенного ряда вида интервал сходимости имеет вид
или
.
Пример 1:Найти область сходимости степенного ряда .
Решение: Найдем радиус сходимости степенного ряда .
В данном случае , тогда
Запишем интервал сходимости: . Исследуем сходимость ряда на концах интервала.
При получаем числовой ряд
- это гармонический ряд, он расходится.
При получаем знакочередующийся ряд
. Исследуем его на сходимость с помощью признака Лейбница:
и
Оба условия признака Лейбница выполняются, следовательно ряд сходится.
Рассмотрим ряд из модулей его членов . Как показано выше данный ряд расходится. Отсюда можно сделать вывод, что при
заданный степенной ряд сходится условно.
Ответ: Область сходимости ряда .