Определение: Биноминальным дифференциалом называется выражение
xm(a + bxn)pdx
где m, n, и p — рациональные числа.
Как было доказано академиком Чебышевым П.Л. (1821-1894), интеграл от биноминального дифференциала может быть выражен через элементарные функции только в следующих трех случаях:
1) Если р — целое число, то интеграл рационализируется с помощью подстановки
, где l - общий знаменатель m и n.
2) Если
- целое число, то интеграл рационализируется подстановкой
, где s — знаменатель числа р.
3) Если
- целое число, то используется подстановка
, где s – знаменатель числа р.
Однако, наибольшее практическое значение имеют интегралы от функций, рациональных относительно аргумента и квадратного корня из квадратного трехчлена.
На рассмотрении этих интегралов остановимся более подробно.
Интегралы вида
.
Существует несколько способов интегрирования такого рода функций. В зависимости от вида выражения, стоящего под знаком радикала, предпочтительно применять тот или иной способ.
Как известно, квадратный трехчлен путем выделения полного квадрата может быть приведен к виду:
Таким образом, интеграл приводится к одному из трех типов:
1)
2)
3)
Пример 39 Исследовать сходимость ряда
.
Решение:
Ряд
представляет геометрическую прогрессию со знаменателем
, сходится при
и расходится при
.
Из теоремы Абеля и ее следствия получаем, что все точки сходимости расположены от начала координат не дальше, чем любая из точек расходимости. Совершенно ясно, что точки сходимости будут целиком заполнять некоторый интервал с центром в начале координат.
Таким образом, можно сказать, что для каждого степенного ряда, имеющего как точки сходимости, так и точки расходимости, существует такое положительное число
, что для всех
, по модулю меньших
![]()
, ряд абсолютно сходится, а для всех
, по модулю больших
![]()
, ряд расходится.
Что касается значений
здесь могут быть различные возможности: ряд может сходится в обеих точках, или только в одной из них, или ни в одной. При этом ряд может сходиться как абсолютно, так и условно.
Радиусом сходимости степенного ряда
называется такое число
, что для всех
,
, степенной ряд сходится, а для всех
, расходится. Интервал
называется интервалом сходимости.
Условимся для рядов, расходящихся при всех
, кроме
. считать
, а для рядов, сходящихся при всех
, считать
.
Как найти радиус сходимости?
Если все коэффициенты степенного ряда, начиная с некоторого, отличны от нуля, то его радиус сходимости равен пределу при
отношения абсолютных величин коэффициентов общего и следующего за ним членов ряда.
Составим ряд из абсолютных величин членов ряда
Найдем отношение
для этого ряда:
а затем предел его при
:
Здесь множитель
вынесен за знак предела, как не зависящий от
и введено обозначение
,
если этот предел существует и не равен нулю. Согласно признаку Даламбера, ряд сходится, если
,. откуда
. Отсюда следует, что ряд сходится, и притом абсолютно, при значениях
.
Согласно тому же признаку Даламбера, ряд расходится, если
или
. Однако в этом случае из признака Даламбера следует, что члены ряда не стремятся к нулю. Тогда при
не стремятся к нулю и члены ряда, а потому и он расходится при значениях
. Следовательно, согласно определению, число
– радиус сходимости степенного ряда. из соотношения получим
| На главную сайта Примеры решения задач по математике, выполнение контрольной курсовой |