Giải tích 1 - Chương 5. Lý thuyết chuỗi

UN
Uni24h
0 downloads
153
0

Document content

Trang 1

CHƯƠNG 5: LÍ THUYẾT CHUỖI §1. CHUỖI SỐ I. Đại cương về chuỗi số II. Chuỗi số dương III. Chuỗi đan dấu IV. Chuỗi có số hạng mang dấu bất kì

Trang 2

CHƯƠNG 5: LÍ THUYẾT CHUỖI §1. CHUỖI SỐ I. ĐẠI CƯƠNG VỀ CHUỖI SỐ 1. Định nghĩa: * Cho dãy số thực u . Biểu thức u u ...u ... n 1 2 n  gọi là một chuỗi số thực. Kí hiệu u . n n1 u u, ,...,u ,... là các số hạng của chuỗi. 1 2 n u gọi là số hạng tổng quát của chuỗi. n

Trang 3

§1. CHUỖI SỐ * Tổng của n số hạng đầu tiên S u u ...u n 1 2 n gọi là tổng riêng thứ n của chuỗi.  * Nếu limS  S  thì ta nói chuỗi u hội tụ n n n n1  và có tổng là S. Khi đó ta viết u  S. n n1 * Nếu limS   hoặc không tồn tại thì ta nói chuỗi n n  u phân kì. n n1

Trang 4

§1. CHUỖI SỐ  * Nếu chuỗi số u hội tụ về S thì đặt n n1 R  S  S n n R gọi là phần dư thứ n của chuỗi. n * Nhận xét :  Chuỗi u hội tụ về S  limR  0. n n n1 n

Trang 5

§1. CHUỖI SỐ Ví dụ:  1 1 1 1 1  ... ... n 2 3 n n1 là một chuỗi số ( gọi là chuỗi số điều hòa) ( Gọi là chuỗi số điều hòa vì mỗi số hạng của chuỗi là trung bình điều hòa của hai số hạng hai bên) x ,x 2 Trung bình điều hòa của là 1 2 1 1  x x 1 2

Trang 6

§1. CHUỖI SỐ Ví dụ:  1 1 1 1 Chuỗi 1  ... ... n 2 3 n n1 gọi là chuỗi Riemann với tham số .

Trang 7

§1. CHUỖI SỐ Ví dụ: Xét sự hội tụ của chuỗi số sau:  aqk , a  0 (Chuỗi cấp số nhân với công bội q) Giải: k0   aqk  a  aq  aq2 ... aqn1 k0 n1 S  a aq ...aqn1 n * Nếu q 1, limS    chuỗi phân kì. n n qn 1 * Nếu q 1, S  a . n q 1

Trang 8

§1. CHUỖI SỐ * Khi q  1, không tồn tại limqn nên không tồn tại limS n n n Chuỗi phân kì. * Nếu q 1, a Có limqn  0 limS  . Chuỗi hội tụ. n n 1q n * Nếu q 1, Có lim qn    limS  . Chuỗi phân kì. n n n  a Vậy chuỗi aqk hội tụ và có tổng là khi q 1, 1q k0 phân kì khi q 1.

Trang 9

§1. CHUỖI SỐ Chẳng hạn,  1 1 3 * Chuỗi hội tụ và có tổng là S   . 3k 1 2 k0 1 3  1 1 * Chuỗi hội tụ và có tổng là S   2. 2n 1 n0 1 2   1 n 1 2 * Chuỗi   hội tụ và có tổng là S   .  2 1 3 n0 1 2

Trang 10

§1. CHUỖI SỐ 1  1 S  2 1. * Chuỗi hội tụ và có tổng là 1 2n n1 1 2  * Chuỗi 2n phân kì. n0  * Chuỗi ( 3) n phân kì. n1

Trang 11

§1. CHUỖI SỐ  1 Ví dụ: Xét sự hội tụ của chuỗi số điều hòa . 1 1 1 n Giải: n1 Có S 1  ... n 2 3 n 1 1 1 1 1 S 1  ...  ... 2n 2 3 n n1 2n 1 1 1 1 1  S  S   ...  n.  , n 2n n n1 n 2 2n 2n 2 DãyS  không có giới hạn hữu hạn. n ( Vì giả sử limS  S  limS  S   lim(S S )  0 ) n n n 2n n 2n n Vậy chuỗi số phân kì.

Trang 12

§1. CHUỖI SỐ 2. Điều kiện cần của chuỗi số hội tụ. Định lí:  Nếu chuỗi u hội tụ thì limlimuu  0.0. n nn nn n1 Chứng minh:  Giả sử chuỗi u hội tụ và có tổng là S. n n1 Ta có limS  S và limS  S n n n n1  lim(S  S )  0. Suy ra limu  0. n n n1 n n

Trang 13

§1. CHUỖI SỐ Chú ý: Điều kiện limu  0 chỉ là điều kiện cần của chuỗi số hội tụ, n n không phải là điều kiện đủ để chuỗi số hội tụ. 1  1 Chẳng hạn, lim  0 nhưng chuỗi phân kì. n n n n1

Trang 14

§1. CHUỖI SỐ Ví dụ: Xét sự hội tụ của chuỗi số có số hạng tổng quát sau: u  n2 n n. Giải: n n2  nn2 n limu  lim  lim  n n n n2  n  n 2 n n  n  n 1 1 lim   0. Vậy chuỗi đã cho phân kì. n 1 2 1 1 n

Trang 15

§1. CHUỖI SỐ 3.Tính chất của chuỗi số hội tụ * Tính chất 1: Tính hội tụ hay phân kì của chuỗi không đổi khi thay đổi hữu hạn số hạng đầu tiên của chuỗi. CM:  Giả sử ta thay đổi k số hạng đầu tiên của chuỗi u (*) n n1 và ta có chuỗi a a ... a  u ... u ... (**) 1 2 k k1 n Gọi S ,S lần lượt là tổng riêng thứ n của các chuỗi (*),(**). n n Ta có: S  S (u ...u )(a ... a )  S  a. n n 1 k 1 k n  limS  limS a. n n n n Vậy các chuỗi (*), (**) cùng tính chất hội tụ hoặc phân kì.

Trang 16

§1. CHUỖI SỐ * Tính chất 2:   Giả sử các chuỗi u , v hội tụ và có tổng lần n n n1 n1 lượt là A B, . Khi đó:  * Chuỗi u hội tụ và có tổng là A ( ). n n1   Ta viết u  u . n n n1 n1  * Chuỗi (u v ) hội tụ và có tổng là A B. n n n1    Ta viết (u v )  u  v . n n n n n1 n1 n1

Trang 17

§1. CHUỖI SỐ II. CHUỖI SỐ DƯƠNG  Chuỗi số u , trong đó u  0 với mọi n, n n n1 gọi là chuỗi số dương.

Trang 18

§1. CHUỖI SỐ 1. Điều kiện hội tụ của chuỗi số dương Định lí:  Chuỗi số dương u hội tụ  dãy tổng riêng S  n n n1 của nó bị chặn trên. Chứng minh: Vì SS là dãy tăng nên S  hội tụ khi và chỉ khihội tụ khi và chỉ khi nn n nó bị chặn trên.

Trang 19

§1. CHUỖI SỐ 2. Các định lí so sánh Định lí 1:   Cho hai chuỗi số dương u , v . n n n1 n1 u  v với n  n  * n n 0 Khi đó:   * Nếu v hội tụ thì u hội tụ. n n n1 n1   * Nếu u phân kì thì v phân kì. n n n1 n1

Trang 20

§1. CHUỖI SỐ Chứng minh: Vì tính hội tụ hay phân kì của chuỗi không đổi khi thay đổi hữu hạn số hạng đầu tiên của chuỗi nên ta có thể coi u  v với mọi n *. n n Gọi S , S lần lượt là tổng riêng thứ n của các chuỗi n n   u , v . Ta có S  S, n n n n n n1 n1  * Nếu v hội tụ thì S bị chặn trên n n n1     S bị chặn trên  u hội tụ . n n * Nếu … n1

Showing the first 20 pages. Download the document to see it all.

Comments (0)

Sign in to join the discussion

No comments yet. Be the first!