Promień zbieżności

Dział prezentujący praktyczne zastosowanie teorii przy rozwiązywaniu zadań.
Regulamin forum
UWAGA! nie jest to dział, w którym zamieszczane są tematy z prośbą o rozwiązanie zadania.
Wszystkie posty w tym dziale muszą zostać zaakceptowane przez moderatora zanim się pojawią.
miodzio1988

Promień zbieżności

Post autor: miodzio1988 »

Promień zbieżności
Będziemy korzystać z dwóch wzorów:
\(\displaystyle{ (1) \\ R=\frac{1}{\limsup\limits_{n\to\infty} \sqrt[n]{|a_n|}}.}\)

\(\displaystyle{ (2) \\ R=\frac{1} {\lim_{n\to\infty}\left|{a_{n+1} \over a_n}\right|}.}\)

Ogólna rada:

Gdy jest silnia to korzystamy ze wzoru \(\displaystyle{ (2)}\). Gdy są potęgi to wzór \(\displaystyle{ (1)}\)

Przykład 1


\(\displaystyle{ \sum_{n=1}^{ \infty } x ^{n} \cdot 3^{n}}\)

\(\displaystyle{ a _{n}= 3^{n}}\)

Skorzystamy ze wzoru \(\displaystyle{ (1)}\)

\(\displaystyle{ \lim_{n \to \infty } \sqrt[n]{3^{n}} = \lim_{n \to \infty } 3= 3}\)

Zatem :

\(\displaystyle{ R= \frac{1}{3}}\)

Zatem dla :

\(\displaystyle{ x \in (- \frac{1}{3} , \frac{1}{3})}\)

Ten szereg jest zbieżny.

Na krańcach sprawdzamy zbieżność, gdy jesteśmy proszeni o podanie przedziału zbieżności

Przykład 2


\(\displaystyle{ \sum_{n=1}^{ \infty } x ^{n} \cdot n!}\)

\(\displaystyle{ a _{n}= n!}\)

\(\displaystyle{ a _{n+1}= (n+1)!}\)

Skorzystamy ze wzoru \(\displaystyle{ (2)}\)

\(\displaystyle{ \lim_{n \to \infty } \frac{ (n+1)!}{ (n )!}= \lim_{n \to \infty } \frac{ (n )! \cdot (n+1) }{ (n )!}= \lim_{n \to \infty } (n+1) = + \infty}\)

Zatem \(\displaystyle{ R=0}\)

Tylko dla \(\displaystyle{ x=0}\) ten szereg jest zbieżny

Przykład 3


\(\displaystyle{ \sum_{n=1}^{ \infty } x ^{n} \cdot n}\)

\(\displaystyle{ a _{n}= n}\)

Skorzystamy ze wzoru \(\displaystyle{ (1)}\)

\(\displaystyle{ \lim_{ n \to \infty } \sqrt[n]{n} =1}\)

\(\displaystyle{ R= 1}\)

Przykład 4


\(\displaystyle{ \sum_{n=1}^{ \infty } x ^{n} \cdot \frac{1}{n! }}\)

\(\displaystyle{ a _{n}= \frac{1}{n! }}\)

\(\displaystyle{ a _{n+1}= \frac{1}{(n+1)! }}\)

Skorzystamy ze wzoru \(\displaystyle{ (2)}\)

\(\displaystyle{ \lim_{ n \to \infty } \frac{n! }{(n+1)!} =\lim_{ n \to \infty } \frac{1}{n+1}=0}\)

\(\displaystyle{ R= + \infty}\)

Czyli dla \(\displaystyle{ x \in R}\) szereg jest zbieżny.

Przykład 5


\(\displaystyle{ \sum_{n=1}^{ \infty } (x+1) ^{n} \cdot n ^{2} = \sum_{n=1}^{ \infty } (t) ^{n} \cdot n ^{2}}\)

\(\displaystyle{ t=x+1}\)

\(\displaystyle{ a _{n}= n ^{2}}\)

Skorzystamy ze wzoru \(\displaystyle{ (1)}\)

\(\displaystyle{ \lim_{n \to \infty } \sqrt[n]{ n ^{2} }= \lim_{n \to \infty } \sqrt[n]{ n } \cdot \sqrt[n]{ n }=1 \cdot 1=1}\)

\(\displaystyle{ t \in (-1,1)}\)

\(\displaystyle{ -1< t<1}\)

\(\displaystyle{ -1< x+1<1}\)

\(\displaystyle{ -1-1< x <1-1}\)

\(\displaystyle{ -2< x <0}\)

Czyli dla tego przedziału szereg jest zbieżny

cdn
Wszelkie uwagi proszę kierować na PW

Jeśli chcesz, aby tutaj trafiło jakieś zadanie to też proszę napisać do mnie PW. Jak
wniesie coś nowego do tematu to JA wrzucę je tutaj(edytując ten post )
ODPOWIEDZ