Đề thi Giữa kỳ Giải tích 3 (HUST) 20182 nhóm 2

UN
Uni24h
0 lượt tải
5
0
Có lời giải

Nội dung tài liệu

Trang 1

ĐỀ THI GIỮA KÌ MÔN GIẢI TÍCH 3 – HỌC KÌ 20182 NHÓM NGÀNH 2 K63 Lời giải: Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64 +∞ 1 1 Câu 1:Xét sự hội tụ của chuỗi số ∑ (3n − 1) √n n=1 +∞ +∞ 1 1 1 ln3 ∑ (3n − 1) = ∑ (e n − 1) √n √n n=1 n=1 Chuỗi đã cho là chuỗi dương ∀n ≥ 1 1 ln3 ln3 Khi n → +∞ ∶ (e n − 1)~ √n 3 n2 +∞ ln3 3 ∑ là chuỗi hội tụ do α = > 1 3 2 n=1 n2 → chuỗi đã cho là chuỗi hội tụ theo tiêu chuẩn so sánh +∞ n2 n − 1 Câu 2:Xét sự hội tụ của chuỗi số ∑ 2n ( ) n n=1 Chuỗi đã cho là chuỗi dương ∀n ≥ 1 Áp dụng tiêu chuẩn cauchy,ta có: n n − 1 n2 1 n lim √2n ( ) = lim 2.(1 − ) = lim 2.e−1 < 1 n→+∞ n n→+∞ n n→+∞ → Chuỗi đã cho hội tụ +∞ 2n n 2x − 1 Câu 3:Tìm miền hội tụ của chuỗi hàm số sau ∑ ( ) n2 − 2 x n=1 2 +∞ +∞ 2x − 1 n Đặt ( ) = t ( t ≥ 0 ) .Chuỗi đã cho trở thành ∑ .tn = ∑ a tn x n2 − 2 n n=1 n=1 an n n + 1 Bán kính hội tụ là R = lim | | = lim | : | n→+∞ an+1 n→+∞ n2 − 2 (n + 1)2 − 2 n[(n + 1)2 − 2] = lim | | = 1 n→+∞ (n2 − 2)(n + 1) Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64

Trang 2

n 1 Tại t = 1 ∶ khi n → +∞ ~ phân kỳ.Suy ra chuỗi hội tụ khi chỉ khi t ∈ [0,1) n2 − 2 n 2x − 1 2 Xét 0 ≤ ( ) < 1 x 1 → −1 < 2 − < 1 x 1 → 1 < < 3 x 1 → < x < 1 3 1 Suy ra miền hội tụ là ( ;1) 3 x Câu 4:Khai triển hàm số f(x) = thành chuỗi lũy thừa của x − 1 x + 4 Đặt t = x − 1 → x = t + 1 t + 1 4 4 1 → f(t) = = 1 − = 1 − . t t + 5 t + 5 5 + 1 5 Khai triển maclaurin f(t)tại t = 0 là +∞ n 4 −1 1 − ∑ ( ) .tn 5 5 n=0 Suy ra chuỗi taylor của f(x) tại x = 1 là +∞ n 4 −1 1 − ∑ ( ) .(x − 1)n 5 5 n=0 Câu 5:Giải phương trình vi phân √x + 1dy + y.ln2 ydx = 0 dx dy → = − √x + 1 y.ln2 y Tích phân 2 vế dx dy → ∫ = ∫− √x + 1 y.ln2 y 1 → 2√x + 1 + C = lny Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64

Trang 3

1 → Tích phân tổng quát là u(x,y,C) = 2√x + 1 − + C = 0 lny Câu 6:Giải phương trình vi phân (x.y′ − 1)lnx = 2y → x.lnx.y′ − 2y = lnx 2y 1 → y′ − = xlnx x thừa số tích phân là ∫− 2dx 1 p(x) = e xlnx = e−2lnlnx = ln2 x nhân cả 2 vế với p(x),ta có: 1 2lnx 1 .y′ − .y = ln2 x xln3 x xln2 x 1 ′ 1 → ( .y) = ln2 x xln2 x lấy tích phân 2 vế 1 1 → .y = − + C ln2 x lnx → y = −lnx + C.ln2 x Câu 7:Giải phương trình vi phân toàn phần sau (y3 + x3.(1 + lny))dy + 3x2.(1 + ylny)dx = 0 Ta có ∶ (y3 + x3.(1 + lny))′ = (3x2.(1 + ylny))′ = 3x2.(1 + lny) x y → thỏa mãn điều kiện ptvp toàn phần u(x,y) = ∫3x2.(1 + ylny)dx = x3.(1 + ylny) + g(y) → u′ = x3.(1 + lny) + g′(y) = (y3 + x3.(1 + lny)) y y4 → g′(y) = y3. Chọn g(y) = 4 y4 → Tích phân tổng quát là u(x,y) = x3.(1 + ylny) + = C 4 Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64

Trang 4

+∞ 2 ln n Câu 8:Xét sự hội tụ của chuỗi số ∑ n3 + 3n2 + 1 n=1 ln2 n Xét lim = 0 ( do hàm loga < hàm lũy thừa khi tiến ra vô cực ) n→+∞ n3/2 3 ln2 n n2 → < kể từ n nào đó trở đi n3 + 3n2 + 1 n3 + 3n2 + 1 3 n2 1 ~ khi n → +∞ n3 + 3n2 + 1 3 n2 +∞ 1 ∑ hội tụ → chuỗi đã cho hội tụ 3 n=1 n2 Câu 9:Khai triển fourier của hàm số sau: f(x) = −x ,−π < x < 0 ,tuần hoàn chu kì 2π { 2,0 < x < π π 0 π 1 1 3π a0 = ∫ f(x)dx = ( ∫−xdx + ∫ 2xdx) = π π 2 −π −π 0 π 0 π 1 1 an = ∫ f(x).cosnxdx = ( ∫−x.cosnxdx + ∫ 2x.cosnxdx) π π −π −π 0 1 −cosnx − nx.sinnx 0 2cosnx + 2nx.sinnx π = ( | + | ) π n2 n2 −π 0 1 −1 + cosnπ 2.cosnπ − 2 3.(−1 + (−1)n) 0 nếu n chẵn = ( + ) = = { 6 π n2 n2 πn2 − nếu n lẻ πn2 π 0 π 1 1 bn = ∫ f(x).sinnxdx = ( ∫−x.sinnxdx + ∫ 2x.sinnxdx) π π −π −π 0 1 nxcosnx − sinnx 0 −2nxcosnx + sinnx π = ( | + | ) π n2 n2 −π 0 −1 1 nπcosnπ −2nπcosnπ (−1)n−1 nếu n chẵn = ( + ) = = { n π n2 n2 n 1 nếu n lẻ n Trần Bá Hiếu – KSTN Dệt K64

Trang 5

Suy ra chuỗi fourier của f(x) tuần hoàn chu kì 2π là +∞ +∞ 3π 1 6 1 f(x) = + ∑ − .sin2nx + ∑ − .cos(2n + 1)x + sin(2n + 1)x 4 2n π(2n + 1)2 2n + 1 n=1 n=0 +∞ n Bài 10:Tính tổng ∑ 5n n=1 +∞ +∞ n 1 n ∑ = ∑ 5n 5 5n−1 n=1 n=1 +∞ Xét S(x) = ∑ xn−1.n n=1 chuỗi này có miền hội tụ là |x| < 1 với mọi x ∈ (−1;1),tổng của chuỗi là khả tích trên [0,x] Ta có: x x +∞ +∞ x +∞ x ∫S(t)dt = ∫ ∑ tn−1.ndt = ∑ ∫tn−1 .ndt = ∑ xn = 1 − x 0 0 n=1 n=1 0 n=1 x ′ 1 → S(x) = ( ) = 1 − x (1 − x)2 +∞ n 1 1 5 → ∑ = . = 5n 5 1 2 16 n=1 (1 − 5) 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!