Для связи в whatsapp +905441085890

Функциональные и степенные ряды в математике

Функциональным называется ряд, членами которого являются функции действительной переменной Функциональные и степенные ряды в математике и натуральной переменной Функциональные и степенные ряды в математике:

Функциональные и степенные ряды в математике

При любом фиксированном значении Функциональные и степенные ряды в математике функциональный ряд вырождается в числовой ряд, который либо сходится (абсолютно или условно), либо расходится.

Степенным рядом называется функциональный ряд вида:

Функциональные и степенные ряды в математике

где Функциональные и степенные ряды в математике — постоянные вещественные числа, называемые коэффициентами степенного ряда.

Областью сходимости степенного ряда называется множество Функциональные и степенные ряды в математике всех значений Функциональные и степенные ряды в математике, для которых он сходится. Доказано, что областью сходимости степенного ряда является интервал Функциональные и степенные ряды в математике. В каждой точке этого интервала ряд сходится, а вне этого интервала, т.е. при Функциональные и степенные ряды в математике — расходится. Интервал Функциональные и степенные ряды в математике называется интервалом сходимости степенного ряда, a Функциональные и степенные ряды в математике — его радиусом сходимости. Для некоторых рядов интервал сходимости вырождается в точку: Функциональные и степенные ряды в математике = 0, а для других может совпадать с осью Функциональные и степенные ряды в математике. В точках Функциональные и степенные ряды в математике ряд может как сходиться, так и расходиться. В каждом конкретном случае этот вопрос решается индивидуально, с помощью исследования соответствующих числовых рядов. Если степенной ряд является полным (т.е. содержит все степени переменной Функциональные и степенные ряды в математике), то наиболее часто употребляемые формулы для вычисления радиуса сходимости степенного ряда имеют вид:

Функциональные и степенные ряды в математике

Свойства степенных рядов

  1. Сумма степенного ряда Функциональные и степенные ряды в математике есть непрерывная на отрезке Функциональные и степенные ряды в математикефункция.
  2. Если степенной ряд Функциональные и степенные ряды в математике сходится на интервале Функциональные и степенные ряды в математике, то степенные ряды, полученные почленным дифференцированием и почленным интегрированием этого ряда имеют тот же интервал сходимости Функциональные и степенные ряды в математике.

Пример:

Найти область сходимости степенного ряда

Функциональные и степенные ряды в математике

► Если обозначить радиус сходимости степенного ряда как Функциональные и степенные ряды в математике, то областью его сходимости является интервал Функциональные и степенные ряды в математике и, возможно, границы этого интервала.

Заданный степенной ряд содержит все натуральные степени переменной Функциональные и степенные ряды в математике, следовательно, радиус его сходимости может быть найден по формуле:

Функциональные и степенные ряды в математике

Вопрос о принадлежности границ интервала к области сходимости решается с помощью исследования поведения числового ряда при Функциональные и степенные ряды в математике. При Функциональные и степенные ряды в математике = —4 получим знакочередующийся числовой ряд:

Функциональные и степенные ряды в математике

Предел абсолютного значения Функциональные и степенные ряды в математике-го члена полученного ряда не равен нулю:

Функциональные и степенные ряды в математике

следовательно, согласно признаку Лейбница данный числовой ряд является расходящимся. При Функциональные и степенные ряды в математике = 4 получим знакопостоянный числовой ряд, который в силу необходимого признака сходимости также является расходящимся:

Функциональные и степенные ряды в математике

Объединяя полученные результаты, можно записать область сходимости заданного степенного ряда в виде открытого интервала Функциональные и степенные ряды в математике.

Этот материал взят со страницы заказа помощи по математике, там можно заказать помощь и ознакомиться с краткой теорией по предмету математика:

Онлайн помощь по математике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Линейное неоднородное дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами в математике
Числовые и степенные ряды в математике
Ряды Тейлора и Маклорена в математике
Вычисление определенных интегралов при помощи степенных рядов