Частичные суммы числового ряда образуют последовательность:
Ряд сходится, если существует конечный предел: ; в противном случае – ряд расходится.
Классификация числовых рядов
Знакоположительные
Знакопеременные
Знакочередующиеся
Необходимый признак сходимостиряда:
- если ряд сходится, то .
- если , то ряд расходится.
Свойства числовых рядов.
1. Если сходится ряд
отбрасываются
n-остаток числового ряда
то сходится и ряд , полученный отбрасыванием (или приписыванием) первых n членов ряда: .
Чтобы ряд сходился необходимо и достаточно, чтобы (из сходимости остатка следует сходимость исходного ряда).
2. Если сходится ряд , то сходится и ряд ,
3. Если сходятся ряды
то сходится и ряд
Достаточные признаки сходимости ряда:
I признак сравнения: пусть даны два ряда и , причём , тогда:
1) если ряд - сходится, то и ряд - сходится;
2) если ряд - расходится, то и ряд - расходится.
сходится
расходится
Сходится
расходится
II признак сравнения: если существует конечный предел , то ряды и сходятся или расходятся одновременно.
Эталонные ряды (используемые для сравнения)
геометрическая прогрессия
обобщённый гармонический ряд
гармонический ряд
расходится
eсли общий член ряда – рациональная дробь , то исследовать этот ряд на сходимость можно сравнением с рядом , где
Достаточные признаки сходимости для числовых рядов с положительными членами
Название признака
Признак Даламбера:
Радикальный признак Коши:
Вывод о сходимости числового ряда
Если для ряда , существует
Если для ряда , существует
Ряд сходится
Невозможно сделать вывод о сходимости ряда
Ряд расходится
Эффективное применение
общий член ряда содержит множитель или
общий член ряда содержит выражение в степени или
Интегральный признак Коши: пусть дан ряд , где . Тогда если при непрерывная положительная и монотонно убывающая функции и , то ряд сходится, если , то расходится.
Знакопеременные ряды сходится, если сходится ряд , составленный из абсолютных величин его членов. Знакопеременный ряд в этом случае называют абсолютно сходящимся. Если же знакопеременный ряд сходится, а ряд расходится, то его называют условно сходящимся.
Если для знакочередующегося ряда выполнены условия:
то ряд сходится, если одно из условий не выполняется, то ряд расходится.
Условие выполнено, если:
1.
2.
3. пусть такая, что :
Функциональный ряд:
функции
Степенной ряд:
Областью сходимости степенного ряда является круг с центром в точке , радиус которого может быть определён применением либо признака Даламбера, либо признака Коши:
или
Для любого степенного ряда существует число называемое радиусом сходимости ряда, которое обладает свойствами:
- при любом х, удовлетворяющему неравенству , ряд сходится,
- при любом х, удовлетворяющему неравенству , ряд расходится.
Промежуток называется интервалом сходимости ряда.
Вопрос о сходимости ряда на концах интервала, т.е. при исследуется отдельно.
Для определения радиуса сходимости можно использовать формулы: