Đề thi Giữa kỳ Giải tích 3 (HUST) 20172 nhóm 2

UN
Uni24h
0 lượt tải
5
0
Có lời giải

Nội dung tài liệu

Trang 1

ĐỀ THI CUỐI KÌ MÔN GIẢI TÍCH 3 – HỌC KÌ 20172 NHÓM 2 Lời giải: Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64 ∞ 4 Câu 1:Tính tổng của chuỗi số ∑ 5n n=1 ∞ ∞ 4 1 Ta có: ∑ = 4.∑ 5n 5n n=1 n=1 ∞ 1 1 1 ∑ là dãy cấp số nhân có số hạng đầu là và công bội là 5n 5 5 n=1 ∞ 1 1 5 1 → ∑ = 1 = 5n 4 n=1 1 − 5 1 Vậy tổng của chuỗi đã cho là 4. = 1 4 Câu 2:Xét sự hội tụ,phân kỳ của các chuỗi số sau ∶ ∞ n + 2 a) ∑ 6n2 + 1 n=1 Chuỗi đã cho là chuỗi dương ∀n ≥ 1 ∞ n + 2 1 1 Khin n → +∞ ∶ ~ mà ∑ là chuỗi phân kỳ 6n2 + 1 6n 6n n=1 Suy ra chuỗi đã cho là chuỗi phân kỳ theo tiêu chuẩn so sánh ∞ n( )2 8 n! b) ∑ n2n n=1 Chuỗi đã cho là chuỗi dương ∀n ≥ 1 Xét giới hạn ∶ u 8n+1[(n + 1)!]2 8n(n!)2 lim n+1 = lim ÷ n→+∞ u n→+∞ (n + 1)2(n+1) n2n n [(n + 1)!]2 n 2n 1 1 2n = lim 8. .( ) . = lim 8.(1 − ) n→+∞ (n!)2 n + 1 (n + 1)2 n→+∞ n + 1 Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64

Trang 2

1 2n 1 −2n 8 = lim 8.(1 − ) = 8.e lim ln(1−n+1).2n = 8.e lim n+1 = > 1 n→+∞ n→+∞ n→+∞ n + 1 e2 Suy ra chuỗi đã cho phân kỳ theo tiêu chuẩn Dalembert ∞ 1 c) ∑ sin( − nπ) n n=1 ∞ ∞ 1 1 Ta có ∶ ∑ sin( − nπ) = ∑(−1)n sin( ) n n n=1 n=1 1 −1 1 Xét f(n) = sin có f′(n) = .cos( ) < 0,∀n ≥ 1 n n2 n 1 và lim sin( ) = 0 n→+∞ n 1 → sin đơn điệu giảm dần về 0 n Suy ra chuỗi đã cho hội tụ theo tiêu chuẩn Leibnizt Câu 3:Tìm miền hội tụ của các chuỗi hàm số sau ∶ ∞ 1 a) ∑ n2(x + 1)n n=1 ∞ 1 1 Đk:x ≠ −1.Đặt t = → Chuỗi đã cho trở thành ∑ .tn x + 1 n2 n=1 1 Ta có an = .Bán kính hội tụ của chuỗi hàm là ∶ n2 a (n + 1)2 R = lim | n | = lim = 1 n→+∞ a n→+∞ n2 n+1 ∞ 1 Xét tại biên t = 1,ta có chuỗi ∑ hội tụ n2 n=1 ∞ ( )n −1 Xét tại biên t = −1,ta có chuỗi ∑ hội tụ theo tc Leibnizt n2 n=1 → Chuỗi hội tụ khi chỉ khi − 1 ≤ t ≤ 1 1 → −1 ≤ ≤ 1 → x ≤ −2 ∪ x ≥ 0 x + 1 Vậy miền hội tụ của chuỗi đã cho là (−∞;−2] ∪ [0;+∞) Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64

Trang 3

∞ 3x b) ∑ (1 + 9x2)n n=1 ∞ ∞ 3x 1 ∑ = 3x.∑ (1 + 9x2)n (1 + 9x2)n n=1 n=1 ∞ 3x Với x = 0 → ∑ = 0,hội tụ (1 + 9x2)n n=1 1 Với mọi x ≠ 0, < 1 1 + 9x2 1 → Chuỗi đã cho là tổng của cấp số nhân công bội là 1 + 9x2 1 1 + 9x2 1 và có tổng là ∶ S = 3x. 1 = ,hội tụ 1 − 3x 1 + 9x2 Suy ra miền hội tụ của chuỗi là R ∞ ( )n x −1 n + 1 c) ∑ n2 n=1 ∞ ( )n x ∞ ( )n x ∞ −1 n + 1 −1 n 1 ∑ = ∑ + ∑ n2 n2 n2 n=1 n=1 n=1 ∞ 1 Ta có ∑ là một chuỗi hội tụ,suy ra chuỗi đã cho hội tụ khi chỉ khi n2 n=1 ∞ ( )n x ∞ ( )n x ∞ ( )n −1 n −1 n −1 ∑ hội tụ. ∑ = ∑ n2 n2 n2−x n=1 n=1 n=1 Với x < 2,chuỗi đã cho hội tụ theo tiêu chuẩn Leibnizt (−1)n Với x ≥ 2,∄ lim nên chuỗi phân kì . n→+∞ n2−x Vây miền hội tụ là (−∞;2) ∞ 2 n Câu 4:Tính tổng của chuỗi số ∑ 4n n=1 Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64

Trang 4

∞ 2 n Xét ∑ n2xn ,bán kính hội tụ R = lim | | = 1. n→+∞ (n + 1)2 n=1 Tại biên x = ±1,chuỗi phân kì,suy ra miền hội tụ (−1;1) Với mọi x ∈ (−1;1),chuỗi đã cho là khả tích. ∞ ∞ Gọi S(x) = ∑ n2xn = x. ∑ n2xn−1 = x.P(x) n=1 n=1 x x ∞ ∞ x ∫P(t)dt = ∫ ∑ n2tn−1 dt = ∑ ∫n2tn−1dt 0 0 n=1 n=1 0 ∞ ∞ = ∑ nxn = x. ∑ nxn−1 = x.Q(x) n=1 n=1 x x ∞ ∞ x ∫Q(t)dt = ∫ ∑ ntn−1 dt = ∑ ∫ntn−1dt 0 0 n=1 n=1 0 ∞ x = ∑ xn = 1 − x n=1 x ′ 1 → Q(x) = ( ) = 1 − x (1 − x)2 ′ x ′ x + 1 → P(x) = (x.Q(x)) = ( ) = (1 − x)2 (1 − x)3 x(x + 1) → S(x) = x.P(x) = (1 − x)3 ∞ 2 n 1 20 → ∑ = S( ) = 4n 4 27 n=1 1 Câu 5:Khai triển hàm số f(x) = thành chuỗi Maclaurin √16 − x2 −1 1 1 1 1 x2 2 f(x) = = . = .(1 − ) √16 − x2 4 x2 4 16 √1 − 16 2 ∞ ( ) x 1 −1 1 2n − 1 ‼ Đặt − = t → f(t) = .(1 − t) 2 = . ∑(−1)n. .tn 16 4 4 (2n)‼ n=0 Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64

Trang 5

∞ ( ) 2 n ∞ ( ) 1 2n − 1 ‼ −x 1 2n − 1 ‼ 1 → f(x) = . ∑(−1)n. .( ) = . ∑ . .x2n 4 (2n)‼ 16 4 (2n)‼ 16n n=0 n=0 x Câu 6:Khai triển hàm số f(x) = |sin( )| thành chuỗi Fourier 2 f(x) là hàm chẵn → bn = 0 π 2 x −4 x π 4 a0 = ∫ sin( )dx = .cos | = π 2 π 2 0 π 0 π π 2 x 1 1 1 an = ∫ sin( )cosnxdx = ∫ [sin(n + )x − sin(n − )x]dx π 2 π 2 2 0 0 1 −2 2n + 1 2 2n − 1 π = .[ cos x + cos x]| π 2n + 1 2 2n − 1 2 0 1 −4 −4 = = π4n2 − 1 π(4n2 − 1) +∞ 2 4 1 → f(x) = − ∑ cosnx π π (4n2 − 1) n=1 Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64

Hiển thị 5 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.

Bình luận (0)

Đăng nhập để tham gia bình luận

Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!