Kolokwium II

rok 2012/2013

Zadanie 1 :

a) Sformułować kryterium porównawcze.

b) Zbadać zbieżność szeregu

∞

∑

4

ns i n 2 2 t g

n

n

n

=1

c) Wykazać, że :

lim a =0

n

n

jeżeli 0≤an<bn i lim √ bn=0.1

n→ ∞

n→ ∞

Rozwiązanie:

a) Kryterium porównawcze:

∞

∞

Niech dane będą szeregi ∑ a i ∑ b takie, że ∃ n ϵ R ∀ n≥ n 0≤an≤bn. Wówczas: n

n

0

0

n=1

n=1

∞

∞

-ze zbieżności szeregu ∑ b wynika zbieżność szeregu ∑ a n

n

n=1

n=1

∞

∞

-z rozbieżności szeregu ∑ a wynika rozbieżność szeregu ∑ b n

n

n=1

n=1

b) Zbadać zbieżność szeregu:

∞

c) ∑

4

ns i n 2 2 t g

n

n

n

=1

Badać zbieżność tego szeregu będę za pomocą kryterium porównawczego. Przydatne tu będą zależności sinusa i tangensa:

2

π

α≤ s i n α≤ α d l a α∈[0 ; ]

π

2

π

α≤ t g α≤2 α d l a α∈[ 0 ; ]

2

Szukam bn większego od naszego szeregu zgodnie z zależnościami wypisanymi na górze: 4

2 2 4

1

n s i n 2 2 t g ≤ n ∙ ∙ ∙

∙ 2=32 ∙

n

n

n n n

n 2

∞

Szereg ∑ 1 jest harmoniczny o α=2 co oznacza, że jest on zbieżny.

n=1 n 2

∞

∞

Ze zbieżności szeregu

1

4

32 ∙∑

wynika zbieżność szeregu ∑ nsin 2 2 t g n

n

n

=1 n 2

n=1

∞

Odpowiedź do podpunktu b: Szereg ∑

4

ns i n 2 2 t g jest zbieżny.

n

n

n

=1

c) Wykazać, że :

lim a =0

n

n

jeżeli 0≤an<bn i lim √ bn=0.1

n→ ∞

n→ ∞

lim n√ b

n

n =0.1 – jest to warunek Cauchy’ego. Skoro lim √ bn <1 to oznacza, że szereg bn jest n→ ∞

n→ ∞

zbieżny

∞

Jeśli zachodzi zależność, że 0≤an<bn to z kryterium porównawczego ze zbieżności szeregu ∑ bn n=1

∞

lim a

wynika zbieżność szeregu

=0

∑ a - a to oznacza, że musi zaistnieć n

z warunku

n

n→ ∞

n=1

koniecznego zbieżności: jeżeli szereg jest zbieżny, to jego wyraz ogólny dąży do zera.

Autor: Aleksandra Kasprzak grupa 2

24.01.2014