Matematika közlek a3 2010 1. gyakorlat

A MathWikiből
A lap korábbi változatát látod, amilyen Mozo (vitalap | szerkesztései) 2010. szeptember 6., 17:22-kor történt szerkesztése után volt.

Numerikus sorok

(a_n):\mathbf{N}\to \mathbf{R} vagy \mathbf{N}\to \mathbf{C} sorozat, akkor ennek részletösszegsorozata:
(s_n):n\mapsto\sum\limits_{k=1}^n a_k
(sn)-t az (an) sorozatból képezett sornak nevezzük és azt mondjuk, hogy az (sn) sor konvergens, és összege az
\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n

szám, ha az (sn) sorozat konvergens, és határértéke

\lim\limits_{n\to \infty}s_n=\sum\limits_{n=1}^{\infty}a_n

Megjegyzés A zn = xn + iyn komplex sorozat konvergens és határértéke a z komplex szám, ha minden ε>0 szám esetén létezik N, hogy ha n>N, akkor |z_n-z|<ε. (zn) konvergens pontosan akkor, ha (xn) és (yn) is konvergens, mint valós sorozat.


1. Számítsuk ki a következő sorok összegét (ha létezik)!

  1. \sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{2^n+7^n}{6^n}
  2. \sum\limits_{n=0}^{\infty}\frac{(1+i)^{2n}}{3^n}
  3. \sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n(n+1)}
  4. \sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n(n+2)}
  5. \sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n^2+5n+4}

Mo.

\sum\limits_{n=0}^{\infty}\frac{(1+i)^{2n}}{3^n}=\sum\limits_{n=0}^{\infty}\frac{(2i)^{n}}{3^n}=\sum\limits_{n=0}^{\infty}\left(\frac{2i}{3}\right)^n=\frac{1}{1-\frac{2i}{3}}
\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n(n+1)}=\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}=\lim\limits_{n\to \infty}1-\frac{1}{n+1}=1
\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n(n+2)}=\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{2}\left(\frac{1}{n}-\frac{1}{n+2}\right)=
\frac{1}{2}\lim\limits_{n\to \infty}1-\frac{1}{n+2}=\lim\limits_{n\to \infty}\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{3}+\frac{1}{2}-\frac{1}{4}+\frac{1}{3}-\frac{1}{5}+\frac{1}{4}-\frac{1}{6}+...\right)=\frac{3}{4}
\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n^2+5n+4}=\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{(n+1)(n+4)}=\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{3}\left(\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n+4}\right)=...

2. Cauchy-kritérium, integrálkritérium, szükséges feltétel

  1. \sum\limits_{n=1}^{\infty}(-1)^n
  2. \sum\limits_{n=0}^{\infty}\frac{1}{n}
  3. \sum\limits_{n=1}^{\infty}(-1)^n\left(1+\frac{1}{n}\right)^n
  4. \sum\limits_{n=1}^{\infty}\left((-1)^n+1\right)\frac{1}{n}
  5. \sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{n}{2^n}
  6. \sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{\mathrm{arctg}\,n}

Mo.

\sum\limits_{n=0}^{\infty}\frac{1}{n}

legyen ε=1, N tetszőleges, m=2N, n=N. Ekkor

|s_m-s_n|=\sum\limits_{k=0}^{N-1}\frac{1}{N+k}\leq \sum\limits_{k=0}^{N-1}\frac{1}{N}=1

Intergálkritériummal:

\int\limits_{0}^{\infty} xe^{-x}\;\mathrm{d}x=[x(-e^{-x})]_0^\infty-\int\limits_{0}^\infty-e^{-x}\;\mathrm{d}x=0+[e^{-x}]_0^\infty=1
Személyes eszközök