Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

А.Н.Шерстнев - Математический анализ

..pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
2.83 Mб
Скачать

(SNOWA nN SU]ESTWUET, T. K. SU]ESTWUET PODPOSLEDOWATELXNOSTX POSLEDO-

,N1 ). pO POSTROENI@

2 L(xnN ) ) 0. oSTAETSQZAMETITX, ^TO L(xnN ) L(xn ): >

5.wERHNIM (SOOTWETSTWENNO NIVNIM) PREDELOM POSLEDOWATELXNOSTI (xn ) NAZYWAETSQ NAIBOLX[IJ (SOOTWETSTWENNO NAIMENX[IJ) \LEMENT MNO- VESTWA L(xn); ON OBOZNA^AETSQ lim xn (SOOTWETSTWENNO lim xn ).

6.wERHNIJ I NIVNIJ PREDELY SU]ESTWU@T I lim xn lim xn. pRI \TOM lim xn = lim xn TTOGDA SU]ESTWUET lim xn (I TOGDA lim xn =

lim xn = lim xn ).

1-E UTWERVDENIE SLEDUET IZ P. 4. eSLI lim xn SU]ESTWUET, TO L(xn) ODNO\LEMENTNO, A ZNA^IT, limxn = limxn. oBRATNO, PUSTX L(xn) ODNO\LE- MENTNO: L(xn ) = f g. pOKAVEM, ^TO L@BAQ OKRESTNOSTX TO^KI QWLQETSQ LOWU[KOJ DLQ (xn ). eSLI, NAPRIMER, = +1 I 2 R PROIZWOLXNO, TO WNE INTERWALA ( ; +1) LEVIT LI[X KONE^NOE ^ISLO ^LENOW POSLEDOWA- TELXNOSTI (xn ) (W PROTIWNOM SLU^AE NA[LASX BY PODPOSLEDOWATELXNOSTX xnk ! , ^TO PROTIWORE^IT ODNO\LEMENTNOSTI L(xn)). pUSTX TEPERX2 R I a < < b. sNOWA W PROMEVUTKAH (,1; a] I [b; +1) MOVET LE- VATX LI[X KONE^NOE ^ISLO ^LENOW POSLEDOWATELXNOSTI (xn ), T. E. (a; b) | LOWU[KA DLQ (xn): >

 

 

7. p R I M E R. dLQ POSLEDOWATELXNOSTI xn =

1

[2 + (,1)n]n :

lim

xn =

 

n

 

 

 

 

0;

lim

xn = +1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u P R A V N E N I Q. 8. pOKAVITE, ^TO lim xn

= lim supxn ;

lim

xn =

lim inf xn .

 

k n k

k

 

n k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. eSLI ODIN IZ PREDELOW lim xn; limyn KONE^EN ILI limxn = limyn, TO

lim (xn + yn ) lim xn + lim yn . w ANALOGI^NYH PREDPOLOVENIQH

lim

(xn +

 

 

yn)

lim

xn +

lim

yn.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. eSLI xn ! a > 0, TO

lim

xn = a

lim

yn;

lim

xnyn = a

 

lim

yn.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

xn+1

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

11. pUSTX xn > 0 (n 2 N). dOKAZATX, ^TO

 

 

xn

 

pxn; limpxn

 

 

 

 

 

xn+1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

~islowye rqdy

x13. |LEMENTARNYE SWOJSTWA ^ISLOWYH RQDOW

1. pUSTX (xn) | ^ISLOWAQ POSLEDOWATELXNOSTX. fORMALXNAQ SUMMA

 

 

 

1

 

X

 

X

( )

ILI KORO^E

 

X

 

 

x1 + x2 + : : : (

:

n=1

xn;

n

xn;

xn)

NAZYWAETSQ ^ISLOWYM RQDOM; ^ISLA xn NAZYWA@TSQ ^LENAMI RQDA. ~ISLA

sn = x1 + : : : + xn (n = 1; 2; : : :)

NAZYWA@TSQ ^ASTNYMI SUMMAMI RQDA

( ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rQD ( ) NAZYWAETSQ SHODQ]IMSQ, ESLI SHODITSQ POSLEDOWATELXNOSTX (sn)

EGO ^ASTNYH SUMM. ~ISLO s = lim sn NAZYWAETSQ W \TOM SLU^AE SUMMOJ

RQDA ( ); SUMMA RQDA OBOZNA^AETSQ TAK VE, KAK I SAM RQD: s =

P xn.

 

 

 

 

2. z A M E ^ A N I E. oTBRASYWANIE ILI DOBAWLENIE KONE^NOGO ^ISLA

^LENOW RQDA NE WLIQET NA EGO SHODIMOSTX.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. eSLI RQDY

xn;

P

yn SHODQTSQ, TO SHODQTSQ RQDY

P

xn

(

2

R

 

 

(xn

 

yn),

PRI^EM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

);

P

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X xn = X xn; X(xn yn) = X xn X yn:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nAPRIMER, (xn + yn) = lim

k (xn + yn) = lim

k

xn + lim k

yn =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

n=1

 

k

n=1

 

k

 

n=1

 

 

 

P

xn +

yn:

 

>P

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

P

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. zPA M E ^ A N I E. iZ SHODIMOSTI RQDA

P

(xn +yn ), KONE^NO, NE SLEDUET

SHODIMOSTX RQDOW

P

xn;

P

yn .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

oTMETIM DWA WAVNYH KRITERIQ SHODIMOSTI ^ISLOWYH RQDOW.

 

 

 

5. k R I T E R I J [o. kO[I]. rQD ( ) SHODITSQ TTOGDA

8" > 0 9N 8n > N 8p (jxn+1 + : : : + xn+pj < "):

6. rQD ( ) S NEOTRICATELXNYMI ^LENAMI SHODITSQ TTOGDA POSLEDO- WATELXNOSTX EGO ^ASTNYH SUMM OGRANI^ENA.

rQD ( ) SHODITSQ TTOGDA SHODITSQ POSLEDOWATELXNOSTX (sn ) EGO ^ASTNYH SUMM. w SILU 11.7 \TO \KWIWALENTNO USLOWI@

8" > 0 9N 8n > N 8p (jsn+p , snj = jxn+1 + : : : + xn+pj < "):

32

uTWERVDENIE 6 SLEDUET IZ 11.3, PRIMENENNOGOK POSLEDOWATELXNOSTI ^ASTNYH SUMM RQDA ( ). >

pOLAGAQ W KRITERII kO[I p = 1, POLU^AEM NEOBHODIMOE USLOWIE SHO- DIMOSTI RQDA:

7. eSLI RQD P xn SHODITSQ, TO xn ! 0.

8. rQDOM lEJBNICA NAZYWAETSQ RQD WIDA x1 ,x2 +x3 ,: : :, GDE xn > 0,

PRI^EM• x1 x2 : : : ; xn ! 0: rQD lEJBNICA WSEGDA SHODITSQ I EGO SUMMA x1.

iZ PREDSTAWLENIJ

s2n = x1 , (x2 , x3 ) , : : : , (x2n,2 , x2n,1 ) , x2n x1; s2n = (x1 , x2) + : : : + (x2n,1 , x2n )

SLEDUET, ^TO POSLEDOWATELXNOSTX (s2n) OGRANI^ENA SWERHU I NE UBYWAET, TAK ^TO SU]ESTWUET s = lim s2n x1 . kROME TOGO, lim s2n+1 = lim(s2n + x2n+1) = s, OTKUDA lim sn =s. >

p R I M E R Y. 9. rQD 1 , 1 + 1 , 1 + : : : RASHODITSQ.

 

 

 

 

1

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

+: : : RASHODITSQ PRI jxj 1, TAK KAK x

n

 

10. rQD n=0 x

 

 

 

= 1 +x + x

 

 

 

NE

STREMITSQ KP SM

P

. 7).

pRI

jxj < 1

RQD SHODITSQ

 

 

n

 

1

=

n

0 ( .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: sn = 1+x +: : :+x ,

 

11, xx

! (1 , x),1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

rQD 1 +

 

1

+

 

1

+ : : : NAZYWAETSQ GARMONI^ESKIM. oN RASHODITSQ,

11.

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TAK KAK DLQ NEGO NARU[AETSQ KRITERIJ P. 5:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

js2n , snj

 

1

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

+ : : : +

 

 

>

2:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n + 1

2n

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. rQD 1 ,

2

 

+

3 , : : : SHODITSQ (\TO RQD lEJBNICA).

 

 

 

x14. pRIZNAKI SHODIMOSTI ZNAKOPOSTOQNNYH RQDOW

 

 

 

1. pUSTX

xn;

 

 

 

 

yn RQDY S NEOTRICATELXNYMI ^LENAMI.

 

 

 

(A) eSLI xPn yn P(n 2 N), TO IZ SHODIMOSTI

 

yn SLEDUET SHODIMOSTX

xn, A IZ RASHODIMOSTI

xn | RASHODIMOSTXP

 

yn.

 

 

 

P (B) eSLI lim

xn

= A >P0,

TO OBA RQDA

P

xn;

 

Pyn SHODQTSQ ILI RAS-

yn

 

HODQTSQ ODNOWREMENNO.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

SLEDUET IZ

13.6,

POSKOLXKU

tk =

 

 

yn

nP=1

xn = sk; k

2

N

pUSTX

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

nP=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" > 0 TAKOWO, ^TO 0 < " < A I j

 

yn

, Aj < " (n > N), TO ESTX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 < (A , ")yn < xn < (A + ")yn (n > N ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tEPERX (B) SLEDUET IZ (A). nAPRIMER, ESLI

 

 

xn SHODITSQ, TO SHODITSQ RQD

 

 

xn

 

SM

 

 

 

 

 

I

 

 

 

TAK KAK

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

 

 

 

SHODITSQ RQD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. 13.3)

 

,

 

yn <

 

 

 

 

 

 

(n > N ),

 

yn: >

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

P A ,pRIZNAK"

dALAMBERA

].

pUSTXA , "

P

 

 

N

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

[

 

 

 

 

 

xxn+1n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

> 0 (n 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A) eSLI

lim

 

 

< 1 , TO RQD

 

 

 

xn SHODITSQ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(B) eSLI

lim

xxn+1n

 

 

> 1, TO RQD

 

Pxn RASHODITSQ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pRIZNAK kO[I

].

pUSTX

 

 

xn

P

 

 

 

N

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. [

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 (n

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

< 1, TO RQD

 

 

 

xn SHODITSQ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A) eSLI lim pxn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(B) eSLI

 

pn

 

 

 

 

 

TO RQD P xn RASHODITSQ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

> 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. z A M E ^ A N I E. uSLOWIE (A) PRIZNAKA dALAMBERA (SOOTWETSTWENNO

PRIZNAKA kO[I) \KWIWALENTNO USLOWI@:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q < 1) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SOOTWETSTWENNO n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9n0 8n n0 xn q < 1 (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pxn

 

 

 

 

 

2(A). w SILU P. 4

 

xn+1

 

q < 1 PRI n n0 . bEZ OGRANI^ENIQ OB]NOSTI

 

 

xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

MOVNO S^ITATX, ^TO

 

 

 

xn

 

 

q DLQ WSEH n 2 N. tOGDA xn+1

= x1

x1

 

 

x3

: : :

xn+1

x1q

n

, NO PRI q < 1 RQD x1q + x1q

2

+ x1q

3

+ : : : SHODITSQ, I

 

x2

 

xn

 

 

 

 

 

UTWERVDENIE SLEDUET IZ P. 1(A).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

).

pUSTX

r

TAKOWO

,

^TO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

> r > 1.

tOGDA SU]ESTWUET POD

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

3(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim pxn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POSLEDOWATELXNOSTX

 

(xnk ) POSLEDOWATELXNOSTI (xn ) TAKAQ, ^TO xnk > 1

(k

2 N). w SILU 13.7

 

RQD

P

xn RASHODITSQ. aNALOGI^NO USTANAWLIWA@TSQ

2(B) I 3(A).

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

xn

 

 

1

 

n

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. u P R A V N E N I E. iSSLEDOWATX NA SHODIMOSTX:

 

 

;

 

 

.

 

 

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

n + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n=0

 

n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

1

P

 

 

 

 

 

 

 

6. z A M E ^ A N I E. pOLEZNO IMETX W WIDU,

^TO RQD

 

 

1

 

SHODITSQ

 

 

n=1

np

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PRI p > 1 I RASHODITSQ PRI p

1. pOSLEDNEE SLEDUET IZPRASHODIMOSTI

GARMONI^ESKOGO RQDA, PERWOE BUDET USTANOWLENO POZDNEE (SM. 59.2).

 

 

 

 

34

x15. aBSOL@TNO SHODQ]IESQ RQDY

1. oSOBO WAVNOE ZNA^ENIE DLQ MATEMATI^ESKOGO ANALIZA I EGO PRI- LOVENIJ IME@T ^ISLOWYE RQDY, NASLEDU@]IE IZWESTNOE DLQ KONE^NYH SUMM PRAWILO \OT PERESTANOWKI SLAGAEMYH SUMMA NE MENQETSQ". w \TOM PARAGRAFE MY RASSMOTRIM TAKIE RQDY. rQD

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P j

 

 

 

 

 

 

 

NAZYWAETSQ ABSOL@TNO SHODQ]IMSQ,

 

 

ESLI SHODITSQ RQD

xn

.

 

 

 

 

 

2. eSLI RQD SHODITSQ ABSOL@TNO, TO ON SHODITSQ.

 

 

j

 

 

 

 

wOSPOLXZUEMSQ 13.5. pUSTX RQD

 

 

jxnj SHODITSQ I " > 0 PROIZWOLXNO.

 

 

 

 

9

 

 

8

 

 

 

8

 

 

j

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

jP

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tOGDA

 

 

N n > N p ( xn+1 +: : :+ xn+p < ").

sLEDOWATELXNO

,

DLQ L@BOGO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n > N I L@BOGO p IMEEM jxn+1 + : : : + xn+pj

< jxn+1j +: : : + jxn+pj < ", TO

ESTX DLQ ( ) WYPOLNEN KRITERIJ 13.5.

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. z A M E ^ A N I E. kAK POKAZYWA@T PRIMERY 13.11 I 13.12, RQD MOVET

SHODITXSQ, NO NE ABSOL@TNO.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. t E O R E M A. eSLI RQD ( ) SHODITSQ ABSOL@TNO, TO SHODITSQ RQD

 

x0 , POLU^ENNYJ IZ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)KAKOJ-LIBO PERESTANOWKOJ EGO ^LENOW, PRI^EM

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

x0

=

P

xn.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P oBRATNO, ESLI DLQ SHODQ]EGOSQ RQDA (

 

) SHODITSQ WSQKIJ RQD

 

x0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

n

POLU^ENNYJ IZ ( ) KAKOJ-LIBO PERESTANOWKOJ EGO ^LENOW, TO RQD (

) SHO-

DITSQ ABSOL@TNO.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pUSTX

( )

SHODITSQ ABSOL@TNO I

 

xn

 

0 (n 2

N

pUSTX

s = P xn

I

=

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

(k

 

N

 

 

 

 

 

).

 

 

 

 

 

 

s0

 

 

 

 

 

x0

. tOGDA s0

 

 

 

 

 

 

2

 

) I

 

 

 

 

 

 

x0

 

SHODITSQ W SILU 13.6, PRI^EM

k

 

 

n=1

 

n

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

P

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

P

 

aNALOGI^NO

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

x0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

s.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w OB]EM SLU^AE (RQD (

 

 

) ZNAKOPEREMENNYJ) POLOVIM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

xn;

 

ESLI xn

 

0,

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

,

xn;

 

ESLI xn

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x+

=

0;

 

 

 

ESLI xn < 0,

 

 

x, =

 

 

0;

 

 

ESLI xn

> 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TAK ^TO xn

= x+

 

x, . rQDY

 

x+;

 

 

 

x, (S NEOTRICATELXNYMI ^LENAMI)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n ,

n

n

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

P2

 

n

 

P

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SHODQTSQ, TAK KAK x

 

 

xn

 

 

(n

 

 

N). iSPOLXZUQ DOKAZANNU@ WY[E WOZMOV-

NOSTX PERESTAWLQTX ^LENY ZNAKOPOSTOQNNOGO SHODQ]EGOSQ RQDA, IMEEM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn = (x+

 

,

x,) = x+

,

 

 

x, =

 

 

x0+

,

 

x0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P =

 

 

 

 

n

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

P

 

n

 

P

n

P

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(x0+

 

,

 

x0, ) =P x0

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

n

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

P

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

pEREHODIM K DOKAZATELXSTWU OBRATNOGO UTWERVDENIQ TEOREMY. pUSTX, NAPROTIW, RQD ( ) SHODITSQ NE ABSOL@TNO. dOSTATO^NO USTANOWITX, ^TO PRI PODHODQ]EJ PERESTANOWKE EGO ^LENOW POLU^ENNYJ RQD P x0n BUDET RAS- HODITXSQ. dLQ RQDA ( ) RASSMOTRIM DWA WSPOMOGATELXNYH RQDA: y1 +y2 +: : : ; z1 + z2 + : : : ~LENAMI 1-GO (SOOTWETSTWENNO 2-GO) RQDA QWLQ- @TSQ POLOVITELXNYE (SOOTWETSTWENNO NEPOLOVITELXNYE) ^LENY RQDA ( ), ZANUMEROWANNYE W PORQDKE WOZRASTANIQ INDEKSOW. oDIN IZ \TIH ZNAKOPO- STOQNNYH RQDOW RASHODITSQ fNA SAMOM DELE ONI, KAK NETRUDNO WIDETX, RASHODQTSQ OBAg. dEJSTWITELXNO, ESLI ONI OBA SHODQTSQ, TO \TO OZNA^A- ET, ^TO ABSOL@TNO SHODITSQ RQD ( ). tEPERX NETRUDNO WYPISATX ISKOMYJ RASHODQ]IJSQ RQD P x0n. w KA^ESTWE NEGO MOVNO, NAPRIMER, WZQTX RQD WIDA

y1 + : : : + yn1 + z1 + yn1+1 + : : : + yn2 + z2 + yn2+1 + : : : + yn3 + z3 + : : : ;

GDE POSLEDOWATELXNOSTX INDEKSOW n1 < n2 < : : : WYBRANA IZ USLOWIJ

y1 + : : : + yn1

> 1,

 

y1 + : : : + yn2

> 2

, z1,

. . . . . . . . . . . . . .

 

y1 + : : : + ynk > k

 

(z1 + : : : + zk,1),

. . . . . . . . . . . . . .,

 

w \TOM SLU^AE PODPOSLEDOWATELXNOSTX fs0nk+k,1g POSLEDOWATELXNOSTI fs0ng ^ASTNYH SUMM RQDA P x0n OBLADAET SWOJSTWOM s0nk +k,1 > k (k 2 N), TAK ^TO RQD P x0n RASHODITSQ. >

x16. dWOJNYE RQDY

1. rASSMOTRIM BESKONE^NU@ TABLICU ^ISEL

dWOJNYM RQDOM

( )

 

u11

u12 : : : u1n

 

: : :

1

0 u21

u22 : : : u2n

 

: : :

B

 

: : :

: : : : : : : : :

 

: : :

C

um1

um2 : : : umn

: : :

@

A

 

: : :

: : : : : : : : :

 

: : :

NAZYWAETSQ FORMALXNAQ SUMMA

 

1

 

 

 

X

 

 

X

uik

ILI KORO^E

uik ):

 

 

 

(

 

 

i;k=1

 

 

 

i;k

 

 

36

m n

 

 

 

 

 

 

 

~ISLA smn = i=1 k=1 uik NAZYWA@TSQ ^ASTNYMI SUMMAMI RQDA ( ). ~ISLO

P P

 

 

 

 

 

 

 

NAZYWAETSQ SUMMOJ RQDA ( ) (PI[UT = i;k uik ), ESLI

 

 

 

 

P

 

 

8" > 0 9N 8n; m > N (jsmn

, j < "):

w \TOM SLU^AE RQD ( ) NAZYWAETSQ SHODQ]IMSQ.

 

 

2. p R I M E R. pUSTX ZADANA TABLICA

 

 

 

 

0

0

1

1

: : :

1

 

 

,1

0

1

: : :

 

 

@

,1

,1

0

: : :

A

 

 

B : : : : : : : : : : : : C

 

 

hOTQ snn = 0 (n 2 N), RQD i;k uik RASHODITSQ.

 

 

 

P

 

 

 

 

2

m;n

3. u P R A V N E N I E. eSLI uik

0 (i; k

 

 

N) I = supsmn , TO

P uik = .

i;k

4. z A M E ^ A N I E. nAD DWOJNYMI RQDAMI MOVNO PROIZWODITX TE VE ARIFMETI^ESKIE OPERACII, ^TO I NAD OBY^NYMI (SM. 13.3).

5. rQD ( ) NAZYWAETSQ ABSOL@TNO SHODQ]IMSQ, ESLI SHODITSQ RQD P juikj.

i;k

6. eSLI RQD ( ) SHODITSQ ABSOL@TNO, TO ON SHODITSQ.

pROWERQETSQ, KAK I DLQ OBY^NYH RQDOW, S POMO]X@ DOLVNYM OBRAZOM SFORMULIROWANNOGO KRITERIQ kO[I DLQ DWOJNYH RQDOW (P. 9). >

7. eSLI RQD ( ) SHODITSQ ABSOL@TNO, I EGO ^LENY PERENUMEROWANY

(L@BYM SPOSOBOM) ODNIM INDEKSOM v1; v2; : : :, TO

P

vj =

P

uik .

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

i;k

 

 

 

iZ NERAWENSTWA j=1 jvjj i;k

juikj (n 2 N) SLEDUET, ^TO RQD

P

vj SHODITSQ

 

 

 

P

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ABSOL@TNO. pERESTAWIM ^LENY RQDA P vj

TAK, ^TOBY POLU^ILSQ RQD

X j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v0 = u11

+ (u12

+ u21 + u22) + (u13 + u23 + u33 + u32

+ u31) + : : : :

oBOZNA^IW ^EREZ s0 ^ASTNU@ SUMMU RQDA

P

v0 , IMEEM

 

 

 

 

X

 

 

n

v0 = lim s0

= lims0 2

j

n

 

 

 

X

 

 

vj =

X

= lim

X

uik =

uik

 

 

 

 

j

n

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i;k=1

 

 

i;k

 

 

37

(POSLEDNEE RAWENSTWO W CEPO^KE WERNO, TAK KAK ( ) SHODITSQ). >

w KA^ESTWE PRILOVENIQ PONQTIQ DWOJNOGO RQDA POLU^IM TEOREMU O PEREMNOVENII ABSOL@TNO SHODQ]IHSQ RQDOW.

8. eSLI RQDY P ui; P vk SHODQTSQ ABSOL@TNO, TO

(X ui)(X vk) = X uivk;

i;k

PRI^EM RQD W PRAWOJ ^ASTI SHODITSQ ABSOL@TNO.

pOSLEDNEE UTWERVDENIE SLEDUET IZ OCENKI

m n

m

n

Xi=1 kX=1 juivkj = (Xi=1 juij)(kX=1 jvkj) (X juij)(X jvkj):

tEPERX 1-E UTWERVDENIE QWLQETSQ SLEDSTWIEM CEPO^KI RAWENSTW:

(

ui)(

vk ) = (lim n

ui )(lim

n

vk) = lim( n

ui)( n vk )

P

P

n

Pn

n

P

P

P

 

 

 

i=1

k=1

n i=1

k=1

 

 

 

n

P

uivk:

 

 

 

 

 

 

i;k=1

 

 

 

9. u P R A V N E N I E. dOKAVITE, ^TO DWOJNOJ RQD ( ) SHODITSQ TTOGDA

8" > 0 9N 8n; m; p; q > N (jsmn , spqj < ").

 

x17. pOWTORNYE RQDY

 

 

 

 

 

1. pOWTORNYMI RQDAMI

NAZYWA@TSQ FORMALXNYE SUMMY WIDA

 

 

 

 

 

1 1 uik! ;

1 1 uik! :

 

 

 

 

 

 

X X

X X

 

 

 

 

 

 

P

 

 

i=1

k=1

k=1 i=1

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

pOWTORNYJ RQD 1

 

1 uik

 

NAZYWAETSQ SHODQ]IMSQ,

ESLI PRI KAVDOM

 

 

i=1

 

k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

SHODITSQ RQD

1

 

 

PRI^EM SHODITSQ RQD 1

,

GDE

1

SUMMA

i

 

k=1 uik ,

 

 

i=1 vi

 

vi k=1 uik;

 

 

 

P

 

 

 

 

 

P

 

 

P

 

1 vi NAZYWAETSQ SUMMOJ DANNOGO POWTORNOGO RQDA.

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P 2. eSLI DWOJNOJ RQD

uik SHODITSQ ABSOL@TNO, TO

 

 

 

X

 

i;k

X X

X X

 

 

 

 

 

 

uik =P

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1 uik! = 1 1 uik! :

 

 

 

i;k

 

 

i=1 k=1

k=1 i=1

 

 

 

 

38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

oTS@DA 1

 

J SLU^AJ

: uik

0.

 

pUSTX

= i;k uik .

tOGDA

k=1 uik .

1-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k=1 uik

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

P

SHODITSQ PRI L@BOM i. zAFIKSIRUEM m. tOGDA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

m

 

!

 

 

 

 

 

n

 

m

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

X X

 

 

=

X X

uik

= lim

X X

uik

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 uik

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

k=1

 

 

 

 

 

 

k=1 i=1

 

 

 

 

 

n

k=1

i=1

 

 

 

 

 

 

m

n

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tAK KAK m PROIZWOLXNO,

 

 

 

1

 

1 uik

 

 

. s DRUGOJ STORONY, smn =

iP=1 kP=1

iP=1 kP=1

 

 

 

 

 

i=1

 

k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uik

 

 

 

 

1 uik

 

 

 

, TO ESTX = sup smn

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m;n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-J SLU^AJ (OB]IJ). pUSTX

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ik

 

 

uik

;

ESLI uik

 

0,

ik

 

 

 

 

uik

;

 

ESLI uik

0,

 

 

 

u+ =

 

0;

 

ESLI uik < 0,

u,

 

=

 

0;

 

 

 

 

ESLI uik > 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tOGDA uik

= u+

u, ;

uik

 

= u+ + u,

 

I RQDY

P

u SHODQTSQ, TAK KAK

 

 

 

 

 

 

 

ik ,

 

ik

 

 

 

j

 

j

 

 

 

ik

 

ik

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ik

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i;k

 

 

 

 

 

 

 

SHODITSQ RQD

i;k juikj. sLEDOWATELXNO,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

uik =

X

u+

 

X

 

u, =

 

1 1 u+

 

 

 

 

1 1 u, =

1 1 uik :

 

 

 

 

ik ,

 

 

ik

 

 

X X

ik! ,

X X

 

ik!

 

X X

!

 

i;k

 

 

i;k

 

i;k

 

 

 

 

 

i=1

k=1

i=1 k=1

 

 

i=1

k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. z A M E ^ A N I E. uTWERVDENIE, OBRATNOE DOKAZANNOMU, NEWERNO (POSTROJTE SOOTWETSTWU@]IJ PRIMER).

39

predel i neprerywnostx funkcij

x18. oPREDELENIE PREDELA FUNKCII W TO^KE

w \TOM RAZDELE NA^INAETSQ IZU^ENIE LOKALXNOGO POWEDENIQ ^ISLOWYH FUNKCIJ. sLEDU@]EE CENTRALXNOE OPREDELENIE PRIDAETTO^NYJ MATEMA- TI^ESKIJ SMYSL TIPI^NOJ SITUACII, KOGDA PRI PRIBLIVENII TO^KI x K TO^KE a ZNA^ENIE FUNKCII f (x) PRIBLIVAETSQ K ^ISLU .

 

1. pUSTX f : E

! R (E R) I a | PREDELXNAQ TO^KA MNOVESTWA E.

~ISLO NAZYWAETSQ PREDELOM FUNKCII f W TO^KE

a, ESLI xn

!

a (a =

 

2

 

WLE^ET

 

!

 

w \TOM SLU^AE PI[UT

 

 

6

xn

E)

 

.

 

= lim f (x).

oTMETIM

,

• f(xn)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x!a

 

 

 

^TO f MOVET BYTX I NE OPREDELENA W TO^KE a.

 

 

 

 

 

 

2. pUSTX f : E

! R I a | PREDELXNAQ TO^KA E. sLEDU@]IE USLOWIQ

\KWIWALENTNY:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A) = lim f (x),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x!a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(B) 8" > 0 9 > 0 8x 2 E (0 < jx , aj < ) jf(x) , j < "),

8 9 \

(W) U( ) V (a) (f(V (a) E) U ( )).

qSNO, ^TO (B) , (W). pOKAVEM, ^TO (A) ) (B). eSLI (B) NE WYPOLNQETSQ, TO

 

 

9" > 0 8 > 0 9x 2 E (0 < jx , aj < ; jf(x) , j "):

w ^ASTNOSTI, DLQ POSLEDOWATELXNOSTI n =

1

(n 2 N) SU]ESTWUET POSLE-

n

DOWATELXNOSTX

(xn ) (xn

2 E)

TAKAQ

,

^TO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

jf(xn) , j ";

 

 

 

 

 

0 < jxn , aj < n;

TAK ^TO xn

!

a (a = xn

2

E), NO f(xn)

.

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

6!

 

 

(B)

)

(A). pUSTX xn

!

a

(a = xn

2

E); " > 0 | PROIZWOLXNO I > 0

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

TAKOWO, ^TO 8x 2 E (0 < jx , aj < ) jf (x) , j < "). eSLI N TAKOWO,

^TO jxn , aj < (n > N), TO jf (xn ), j < "(n > N), TO ESTX f (xn ) ! : >

40