background image

 
  Kolokwium II 

 

 

 

 

 

 

 

 

rok 2010/2011 

 

 

Zadanie 2:

 

Wyznaczyć zbiór tych 

R

x

dla których szereg 

0

1

2

)

1

2

(

)

9

(

n

n

n

n

x

jest zbieżny (ustalić także 

rodzaj zbieżności). Podać promień zbieżności tego szeregu oraz obliczyć jego sumę wewnątrz przedziału 
zbieżności.

 

 
 

Rozwiązanie:

 

 

1) 

Ustalenie zbieżności szeregu:  

9

)

3

2

(

)

1

2

(

9

lim

)

3

2

(

9

)

1

2

(

lim

)

1

2

(

9

)

3

2

(

9

9

lim

)

1

2

(

9

)

1

2

2

(

9

lim

)

1

2

(

)

9

(

lim

)

(

)

(

lim

2

2

2

2

3

2

1

2

1

1

2

2

1

2

1

x

n

n

n

n

x

n

n

x

x

x

n

n

x

x

x

n

n

x

n

x

x

f

x

f

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

 

Szereg jest zbieżny dla 

1

)

(

)

(

lim

1

x

f

x

f

n

n

n

 wtedy: 

3

9

1

9

2

2

x

x

x

 

Dla 

3

x

szereg jest bezwzględnie zbieżny, a dla 

3

x

szereg jest rozbieżny. 

2) 

Ustalamy zbieżność na krańcach przedziału 

a) 

3

x

 

0

0

0

1

2

0

1

2

0

1

2

1

2

3

)

1

(

)

1

2

(

9

3

9

)

1

(

)

1

2

(

9

3

)

1

(

)

1

2

(

9

)

1

(

)

1

2

(

)

9

(

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

x

n

x

 

1

2

3

n

a

n

  

Szereg naprzemienny 

)

1

2

(

3

)

1

2

(

)

1

(

3

n

n

n

 

n

n

n

n

n

1

3

3

2

3

1

2

3

szereg naprzemienny 

nie jest bezwzględnie zbieżny, sprawdzam więc zbieżność 

z kryterium Leibnitza 

 

0

n

a

 

  ciąg malejący

 

 

0

3

1

2

3

lim

lim

n

a

n

n

n

 

Wniosek szereg jest zbieżny warunkowo dla 

3

x

 

 

b) 

3

x

 

0

0

0

1

2

0

1

2

0

1

2

1

2

)

3

(

)

1

(

)

1

2

(

9

)

3

(

9

)

1

(

)

1

2

(

9

)

3

(

)

1

(

)

1

2

(

9

)

1

(

)

1

2

(

)

9

(

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

x

n

x

 

1

2

3

n

a

n

 

 

0

n

a

 

 

ciąg rosnący 

 

background image

 

0

3

1

2

3

lim

lim

n

a

n

n

n

 

Wniosek szereg jest 

zbieżny warunkowo

 dla 

3

x

 

 
Podsumowując szereg jest zbieżny bezwzględnie w przedziale 

)

3

;

3

(

x

, zbieżny warunkowo dla 

x=3 i dla x=-3 oraz 

rozbieżny w przedziale 

)

;

3

(

)

3

;

(





x

 

3) 

Obliczenie promienia zbieżności 

 

Promień zbieżności wynosi 

3

R

, dla 

0

0

x

co możemy odczytać z przedziału w którym szereg 

jest 

zbieżny 



3

;

3

x

 

4) 

Obliczenie sumy szeregu w przedziale zbieżności

 

)

(

3

3

3

3

3

1

1

1

)

3

1

(

)

)

3

1

(

(

3

1

)

1

(

1

2

9

1

)

1

2

(

)

9

(

0

0

2

2

0

0

2

0

0

2

2

0

1

2

0

1

2

x

S

x

arctg

t

arctg

dt

t

q

t

q

dt

t

dt

t

n

x

n

x

x

x

x

n

n

x

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n





 





 
Obliczenie sumy na krańcach szeregu: 

a) 

3

x

 

 

4

3

1

3

3

3

3

3

3

lim

)

3

(

3

arctg

arctg

x

arctg

S

x

 

b) 

3

x

 

 

4

3

1

3

3

3

3

3

3

lim

)

3

(

3

 

arctg

arctg

x

arctg

S

x

 

Odpowiedź:

 

Dla 

3

x

szereg jest bezwzględnie zbieżny, dla 

3

,

3

x

 

warunkowo zbieżny, a dla 

3

x

szereg jest rozbieżny, promień zbieżności wynosi 

3

R

 

a suma szeregu jest równa 

3

3

)

(

x

arctg

x

S

 dla 

 

0

\

)

3

,

3

(

x

, 0 dla 

0

x

4

3

)

3

(

S

 dla 

3

x

 i 

4

3

)

3

(

S

 dla 

3

x

.

 

 

Autor:

 

Anna B.

  

grupa

 2 

 

6.12.2013