Các chuỗi đặc biệt của toán cao cấp năm 2024

Students also viewed

  • Baitapchuong 1 - chương 1
  • Trung Ha - hihi
  • De tham khao giua ky 1 toan 7 nam 2023 2024 truong thcs le quy don tp hcm
  • On tap giua ky 1 toan 7 - Pratice makes perfect
  • PHƯƠNG-ÁN-THÍ-NGHIỆM-PHẦN-CƠ-NHIỆT
  • Ielts Speaking Forecast Q2 2023 Version 1

Related documents

  • Bài tập Toán rời rạc Đồ thị
  • Made 116 - Toán cho các nhà kinh tế[ tccnkt]
  • 2022 HẠT NHÂN ĐỀ THI ĐAI HỌC CAO ĐẲNG CÁC NĂM HOC SINH
  • Toan-roi-rac nguyen-viet-dong 3.tap-hop,-anh-xa,-phep-dem - [cuuduongthancong
  • Bai tap cau truc roi rac
  • Bai tap chuong 2 - CNTT

Preview text

CHƯƠNG 4. LÝ THUYẾT CHUỖI

4. Chuỗi số

Cho dãy số thực u u 12 , ,..., ,... un. Tổng vô hạn

12 1

... ni ... i

u u u u

    

được gọi là một chuỗi số.

Tổng n số hạng đầu tiên 12

1

...

n

n n i i

S u u u u 

     , gọi là tổng riêng thứ n.

Định nghĩa. Nếu lim n n

SS



 ta nói chuỗi 1

i i

u

 hội tụ và có tổng là S, ký hiệu

1

i i

uS

 .

Ngược lại chuỗi gọi là phân kỳ.

Ví dụ. Xét sự hội tụ của chuỗi

1

1

n nn [ 1]

 

.

Giải

1 1 1

lim lim ... 1 2 [ 1]

n n

S

 nn



   





1 1 1 1 1 1

lim ... 1 2 2 3 nn 1



      





11

lim 1 11 n



  



.

Vậy

1

1

1

n nn [ 1]

.

Chuỗi hình học

0

1

,

n 1

n qq

 q

 

 ; phân kỳ khi q  1.

Nếu q  1 thì

1

k n

nk

q q  q

 

.

0

1

3

n

n







 hội tụ;

0

5

3

n

n







 phân kỳ.

Ví dụ. Tính tổng chuỗi

1.

1

3

4

n

n







2.

1

4

3

n

n







3.

1

4

3

n n

4.

1

1

3

n

n







5.

12

1

23

4

nn

n n

 

6.

1 1

22

3

n

n n

 

7.

21

4 2

2 [ 1]

3

nn

n n

 

 



8.

1

23 1

[ 1] 3

2

nn

n n

 

 



9.

1

2 2

2 [ 1]

3

nn

n n

 

 



10.

21

21 2

5 [ 1]

3

nn

n n

 

 



11.

1

21 2

34

2

n

n n

 

 

12.

3

2 2

2 [ 1]

3

nn

n n

 

 



Giải

1.

1

3

34

3

4 3

1

4

n

n







  1. Chuỗi

1

4

3

n

n







 phân kỳ

3.

11

1

413

4 4. 2

331

1

3

nn nn





  



4.

1

1

113

341

1

3

n

n



   



 





5.

12

11

2 3 1 3

2. 9.

4 2 4

nn nn

n nn





    



   



   





11

13

29

24

nn

nn





   

   

   



13

24

2. 9.

13

11

24





  2 9 29

6.

1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 2 2 2 2 2

3 3 3 3 3

n n n

n n n n n n n n n

   

        

 

   



   

11

2 1 1 2

3 3 3 3

n

n nn















12

2133

..

3312

11

33





1 2 1

3 3 3

   

Chuỗi

1

2

n nn 1

 

 , 3

12

1

n n

 cùng hội tụ

Chuỗi

1

2

n n 1

 

 , 1

02

1

n n

 cùng phân kỳ

Ví dụ. Xét tính hội tụ của chuỗi

1.

2 1

21

n 38

n

n

2.

5 1

71

n 51

n

n

3.

2

2 1

35

n [ 1]

n

n n n

4.

2 1

1

n ln

n

nn

5.

2 1

21

n 51

n

n

6.

3 1

21

n 1

n

nn

Tiêu chuẩn Cauchy. Cho chuỗi số dương  an , giả sử

lim n n n

 a



.

Nếu  1 thì chuỗi hội tụ. Nếu  1 thì chuỗi phân kỳ.

Tiêu chuẩn D’Alembert. Cho chuỗi số dương  an , giả sử

1 lim

n n n

a

a

 

.

Nếu  1 thì chuỗi hội tụ. Nếu  1 thì chuỗi phân kỳ.

Ví dụ. Xét tính hội tụ của chuỗi

1.

1

1

21

n

n

n

n







 2.

2

2 1

2 2 1

5 2 1

n

n

nn

nn







3.

2

3 1

1

n

n

n

n

  

 4.

21

1 31

n

n

n

n

 







Hướng dẫn

1.

1

1

21

n

n

n

n







.

Tiêu chuẩn Cauchy

1

lim lim

11

2 1 2 1

lim 1 2

n n n n n n

n nn

n

a n

  





 



  .

Nên chuỗi hội tụ.

2.

2

2 1

2 2 1

5 2 1

n

n

nn

nn







.

Tiêu chuẩn Cauchy

22

22

2

lim lim

2 2 1 2 2 1

5 2 1

im 1 2 1 55

l

n

n n n n n n

n n n n

nn

a nn

  

   



    



  .

Nên chuỗi hội tụ.

3.

2

3 1

1

n

n

n

n

  

Tiêu chuẩn Cauchy

22

33

11

lim lim n lim 0 1

n

n n n n n

nn a nn

  

   

       

   

.

Nên chuỗi hội tụ.

4.

21

1 31

n

n

n

n

 







Tiêu chuẩn Cauchy

21 21 1 lim lim lim 1 1 3 1 93

n n

n

n n n n n n

nn a nn

 

  





   

 

.

Nên chuỗi hội tụ.

Tiêu chuẩn D’Alembert. Cho chuỗi số dương

 an

, giả sử

1 lim

n n n

a

a

 

.

Nếu  1 thì chuỗi hội tụ. Nếu  1 thì chuỗi phân kỳ.

Ví dụ. Xét tính hội tụ, phân kỳ của chuỗi

1.

1

5

51

n n

 

 2.

1

2

73

n

n n

 

 3.

1

1

3

n n

n

 4.

1

[ 2]!

3

n n

n

Hướng dẫn

  1. Chuỗi

1

5

51

n n

 

 , ta có

11

55

5 1 5 1

unn  nn,u   

,

1 1 1

5

51 5 1 1 lim lim lim 1 5515

51

n n n n n n n n n

u

u

     

      

chuỗi hội tụ.

2.

1 2 1 7

n n n

u lim u

 

 chuỗi hội tụ

  1. Chuỗi

1

1

3

n n

n 

 có

11

12

33

nnnn

nn u ,u  

 ,

1 1 1

2

3 2 3 2 . 131 3[ 1]

3

n n n n n n

n

u nn

u n n n

  

     

1 1 1 3

n n n

u lim u

 

 chuỗi hội tụ.

  1. Chuỗi

1

[ 2]!

3

n n

n

 có

Chuỗi đan dấu

1

[ 1]

n n n

a

  , thỏa {}

n a là dãy giảm, lim 0 n n

a 

 thì chuỗi hội tụ.

Ví dụ. Xét tính hội tụ của chuỗi

1.

0

[ 1]

n

n

n

2.

2 0

[ 1]

n

n

n

3.

0 1

[ 1]

n

n

n

 

4.

3 0 2

[ 1]

n

n

n

 

5.  

2

3 1

1 1 n 2

n n

n

  

 6.

 

1

1

n

n

n  n

 

 7. 2

1

] 21

[

1 1

n

n

n

 n

   

8.

2

1

1 [ 1] 5

n

n

n

n

  

Giải

1.

0

[ 1]

n

n

n

 có

1

n a n

 là dãy giảm và lim lim

1

0

n nn

a   n

 nên chuỗi

0

[ 1]

n

n

n

 hội tụ.

2.

2 0

[ 1]

n

n

n

 có 2

1

an n

 là dãy giảm và 2 lim lim

1

n 0 nn

a   n

 nên chuỗi 2 0

[ 1]

n

n

n

 hội tụ.

Định nghĩa.

  • Chuỗi n

 a gọi là hội tụ tuyệt đối nếu chuỗi

n

 a hội tụ.

Ví dụ.

1.

n

 a =

2 0

[ 1]

n

n

n

 , có chuỗi  an = 2

0

1

n n

3 0

[ 1]

n

n

n

 ; 4

0

[ 1]

n

n

n

 hội tụ tuyệt đối.

  • Chuỗi n

 a hội tụ, chuỗi

n

 a phân kỳ thì chuỗi

n

 a gọi là bán hội tụ.

1.

0

[ 1]

n

n

n

 hội tụ theo Leibniz; chuỗi

0

1

n n

 phân kỳ nên chuỗi

0

[ 1]

n

n

n

 bán hội tụ.

0 1

[ 1]

n

n

n

 

 ; 3

0 2

[ 1]

n

n

n

 

 bán hội tụ.

Định lý 4. Chuỗi hội tụ tuyệt đối thì hội tụ.

Ví dụ. Xét tính hội tụ, hội tụ tuyệt đối của các chuỗi sau

1.

1

1

1

[ 1]

n

n n

 

  2.

1

1

1

[ 1]

21

n

n n

 

 3.

1 3 1

1

[ 1]

1

n

n n

 

 4.

1 2 1

1

[ 1]

n

n n

 

 

Hướng dẫn

1.

1

1

1

[ 1]

n

n n

 

  hội tụ theo tiêu chuẩn Leibniz,

1

11

11

[ 1]

n

nnnn

 



 phân kỳ. Chuỗi bán

hội tụ.

2.

1

1

1

[ 1]

21

n

n n

 

 hội tụ theo tiêu chuẩn Leibniz,

1

11

11

[ 1]

2 1 2 1

n

nnnn

 









phân kỳ. Chuỗi bán hội tụ.

3.

1 3 1

1

[ 1]

1

n

n n

 

 hội tụ theo tiêu chuẩn Leibniz,

1 33 11

11

[ 1]

11

n

nnnn

 







 phân

kỳ. Chuỗi bán hội tụ.

4.

1 2 1

1

[ 1]

n

n n

 

  hội tụ tuyệt đối vì chuỗi

1 22 11

11

[ 1]

n

nnnn

 







hội tụ.

Tiêu chuẩn Cauchy. Cho chuỗi số bất kỳ n

 a , đặt

lim n n n

 a



.

Nếu  1 thì chuỗi hội tụ [tuyệt đối]. Nếu  1 thì chuỗi phân kỳ.

Ví dụ. Xét tính hội tụ, phân kỳ của chuỗi 2

0

2

1

[ 1]

n

n

n

n

n







 

Hướng dẫn

21 1 2 2 1 11 11

lim lim lim lim 1

n n n n n

n n n n n n n

nn e nn

a n

   

                             



Nên chuỗi phân kỳ.

Tiêu chuẩn D’Alembert. Cho chuỗi số bất kỳ n

 a , đặt

1 lim

n

n n

a

a



.

Nếu  1 thì chuỗi hội tụ [tuyệt đối]. Nếu  1 thì chuỗi phân kỳ.

4. CHUỖI LŨY THỪA

Định nghĩa. Chuỗi lũy thừa là chuỗi có dạng

0

ni , n

n aax

 .

Định lý 4. Với mọi chuỗi lũy thừa

0

n n

n a x

 , tồn tại số R, [ 0  R ] sao cho chuỗi

0

n n

n a x

 hội tụ tuyệt đối khi xR  , phân kỳ khi xR .

  • Số R gọi là bán kính hội tụ của chuỗi.
  • Miền hội tụ của chuỗi là khoảng hội tụ [ RR , ] và sự hội tụ tại hai điểm xR .

Định lý. Cho chuỗi lũy thừa

n

 axn , giả sử

lim n n n

 a 

 hoặc 1 lim n n n

a

a

 

thì bán kính hội tụ

1

R

. Khoảng hội tụ là [ RR , ].

Ví dụ. Tìm miền hội tụ của chuỗi

1.

1 3

n

n

x







2.

2 1

n

n

x

n

3.

1 [5 1]!

n

n

x

n

 

4.

1

[ 1]

.

n n n n

x n

5.

1 3

n

n

x

n







6.

1

n

n n

x

n

7.

1!

n

n

x

n

8.

2

1 1

n n

n

n x n







9.

1.

n

n n

x

n

10.

2 1.

n

n n

x

n

11.

2 1

[ 1]

.

n

n n

x

n

12.

2 1

[ 1]

3

n

n

x

nn

Hướng dẫn

1.

1 3

n

n

x







 ,

1

3

 an n

Ta có

1 1 1

lim lim lim 3 3 3

n n n n n n n

 a

  

   

Bán kính hội tụ

1

R 3

, khoảng hội tụ [ 3;3]

Tại x  3 ta có

1

1

n

n

 phân kỳ

Tại x  3 ta có

1

[ 1]

n

n

  phân kỳ

Vậy miền hội tụ là [ 3;3].

2.

2 1

n

n

x

n

 , 2

1

an n



Ta có 22

11

lim n n lim n lim 1 n n n n

a n n

  

   

Bán kính hội tụ

1

R 1

, khoảng hội tụ [ 1;1]

Tại x  1 ta có 2 1

1

n n

 hội tụ

Tại x  1 ta có 2 1

[ 1]

n

n n

 hội tụ

Vậy miền hội tụ là [ 1;1].

5.

113 [3 ]

n n

n nn

xx

nn













,

1

[3 ]

n n a n



Ta có

 

11

lim lim lim 0 3 3

n n n n n n n

a n n

  

   

Bán kính hội tụ

1

R

  , miền hội tụ [ ; ]

6.

1

n

n n

x

n

Ta có

11

lim n lim n lim 0 n n n n n

a   nn 

  

Bán kính hội tụ R  , miền hội tụ [ ; ]

7.

1!

n

n

x

n

Ta có

1

1

[ 1]!! 1.2... 1

lim lim lim lim lim 0 1 [ 1]! 1.2... .[ 1] 1

!

n

n n n n n n

a n nn

a n n n n

n

    

    

  

Bán kính hội tụ R  , miền hội tụ [ ; ]

9.

1.

n

n n

x

n

Ta có

1 1 1

lim lim lim 333

n n n n n n n n

a n n

  

   

Bán kính hội tụ R  3 , khoảng hội tụ [ 3;3]

Tại x  3 ta có

11

31

.

n

n nnnn





 phân kỳ

Tại x  3 ta có

11

[ 3] [ 1]

.

nn

n nnnn







 hội tụ

Vậy miền hội tụ là [ 3; 3]

Chủ Đề