III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă."

Κλήμης Σπηλιωτόπουλος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. Definiţie. O serie a n se numeşte: i) absolut convergentă dacă seria modulelor a n este convergentă; ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă. a n este De eemplu, seria ( ) n n este semiconvergentă deoarece este convergentă şi seria modulelor n= n este divergentă, iar seria ( ) n n este absolut 2 n= n 2 n= convergentă deoarece seria modulelor n= este convergentă. Teoremă. Orice serie absolut convergentă este convergentă. Reciproca nu este adevărată. SERII DE PUTERI. Seriile de puteri sunt o etindere naturală a conceptului de funcţie polinomială. Definiţie. Se numeşte serie de puteri, o serie de forma a + a a n n +..., unde (a n ) n este un şir numeric, iar R. a n, n N se numesc coeficienţii seriei de puteri. a n n = a 0 + Teoremă. Pentru orice serie de puteri,!r [0, ] (numită raza de convergenţă a seriei de puteri) astfel încât pentru orice, cu < r, seria este absolut convergentă şi pentru orice, cu > r, seria este divergentă. Dacă eistă n an, respectiv, n n an+ n a n, atunci r = n, re- an spectiv, r = a n+. n an Dacă r (0, ), atunci seria este absolut convergentă pentru ( r, r) şi divergentă pentru (, r) (r, + ). Se studiază separat natura seriei pentru = r, respectiv, = r. Dacă r = 0, atunci seria este convergentă doar pentru = 0; Dacă r = +, atunci seria este absolut convergentă pentru orice R.

2 Eemple. i) Seria n = n +... are raza de convergenţă R =, deci este absolut convergentă pentru (, ) şi divergentă pentru (, ) (, + ). Pentru {, }, seria este divergentă. ii) Seria n= n n 2 = n n +... are raza de convergenţă R =, deci este absolut convergentă pentru (, ) şi divergentă pentru (, ) (, + ). Pentru =, seria este semiconvergentă, iar pentru =, seria este divergentă. LIMITE DE FUNCŢII Puncte de acumulare pentru o mulţime. Definiţie. Fie A R o mulţime oarecare, nevidă. Un punct a R se numeşte punct de acumulare pentru mulţimea A dacă [V \{a}] A, V V(a) ( ε > 0, (a ε, a + ε) A ). Totalitatea punctelor de acumulare pentru mulţimea A se numeşte mulţimea derivată lui A şi se notează prin A. Teoremă (de caracterizare a punctelor de acumulare cu şiruri) a A dacă şi numai dacă ( n ) n A, n a, n N, n a. Eemple. i) [a, b] = (a, b] = (a, b) = [a, b) = [a, b], a, b R, a < b; ii) { n } n = {0}. iii) Orice mulţime finită nu are puncte de acumulare. iv) N = +, Z = {, + ), R = R. Limita unei funcţii într-un punct. Definiţie. Fie A R o mulţime oarecare, nevidă şi a R un punct de acumulare pentru A. Spunem că o funcţie f : A R are ită l( R) în punctul a dacă V V(l), U V(a) astfel încât U A\{a}, f() V (sau, echivalent, f(u A\{a}) V ) (cu alte cuvinte, o funcţie f are ită l într-un punct a A dacă de îndată ce se consideră puncte A suficient de apropiate de a, f() se apropie oricât de mult de l). Notăm aceasta prin a f() = l. Teoremă (unicitatea itei). Dacă eistă, ita unei funcţii într-un punct este unică. Teoremă (de caracterizare a noţiunii de ită a unei funcţii într-un punct). Următoarele afirmaţii sunt echivalente: 2

3 i) a f() = l (definiţia cu vecinătăţi); ii) (caracterizarea analitică cu ε δ) ε > 0, δ(ε) > 0 astfel încât A\{a}, cu a < δ, avem f() l < ε (de îndată ce este suficient de aproape de a fără să-l atingă, f() este oricât de aproape de l); iii) (caracterizarea cu şiruri) ( n ) n A\{a}, n a f( n ) l. Consecinţă. În general, pentru a arăta că o funcţie nu are ită într-un punct, se construiesc două şiruri care tind la punctul respectiv, pentru care şirurile imaginilor au ite diferite: Funcţia f : R R, f() = sin nu are ită la + : sin deoarece sin 2nπ = sin 0 = 0 0, iar sin(2nπ + π 4 ) = sin π 4 = Limite laterale. Definiţie. Fie A R o mulţime oarecare, nevidă şi a R un punct de acumulare pentru mulţimea A (, a) (numit punct de acumulare din stânga pentru A). Spunem că numărul l s ( R) este ita la stânga a funcţiei f : A R în punctul a dacă ( n ) n A\{a}, n < a, n N, n a f( n ) l s. Se notează prin f() sau f(). a,<a a În mod asemănător se pune problema duală a itei la dreapta a unei funcţii într-un punct. Notaţie f() sau f(). a,>a a Limitele la stânga şi la dreapta se numesc ite laterale. Teoremă. Fie A R o mulţime oarecare, nevidă şi a R un punct de acumulare atât din stânga, cât şi din dreapta pentru A. Atunci funcţia f : A R are ită în a dacă şi numai dacă f are ită la stânga şi la dreapta în a şi acestea sunt egale. Mai mult, în această situaţie, ita funcţiei în punct este egală cu valoarea comună a celor două ite laterale. { 3 2, < 0 Eemplu. i) Pentru f : R R, f() =, 2, 0 f() = (3 2) = 2 = f(), deci f() = 2. 0,<0 0,<0 0,>0 0 ii) + întrucât l s( ) =, iar l d ( ) = +. Operaţii cu ite de funcţii. Fie f, g : A R, a A. Presupunem că f() = l, g() = l 2, l, l 2 a a R, iar c R. Atunci: i) f + g are ită în a şi (f + g)() = l + l 2 = f() + g() a a a (ita sumei este egală cu suma itelor) Cazuri eceptate: +, + ; 3

4 ii) cf are ită în a şi (cf)() = cl = c f() a a (constanta iese în afara itei); iii) f g are ită în a şi (f g)() = l l 2 = ( f()) ( g()) a a a (ita produsului este egal cu produsul itelor) Cazuri eceptate: 0 (± ); iv) f g are ită în a şi ( f l a g )() = l = f() a 2 g(), dacă l 2 0 a (ita câtului este egal cu câtul itelor) 0 Cazuri eceptate: 0, ± ± ; v) f are ită în a şi f () = l = f() a a (ita modulului este egală cu modulul itei). Alte nedeterminări: 0 0, (± ) 0, ±. Observaţie. i) Limita produsului dintre o funcţie mărginită şi o funcţie cu ita 0 este 0. ii) La fel ca pentru ite de şiruri, au loc rezultate similare privind trecerea la ită în inegalităţi, criteriul majorării şi criteriul cleştelui. Eemple. i) (2 + + ) = ; ( ) = 7; ) = = 4 5 ; ( 2)( 3) = 2 ( 2)(+2) = 3 2, = ii) sin = 0. Limite remarcabile. 0 0 sin ln(+) 0 ( + ) =, arcsin 0 tg =, 0 =, 0 =, 0 a = ln a, a > 0, a, = e, ( + ) = e. Eerciţii rezolvate şi eerciţii propuse. arctg =, ( = 4, = e; sin I) i) 2 +sin tg( ii) 3 ) 0 arcsin(2 2 ) = 0 = [( sin 0 )2 sin 2 + ( 2 2)2 ] = 5; tg( 3 ) arcsin(2 2 ) 2 2 iii) ( )+ + = [( ) = 0 2 = 0; ] 2 (+) 3+2 = e + 2 (+) 3+2 = ln(+arctg2) ln(+arctg2) iv) 0 ln(+tg3) = 0 arctg2 arctg2 tg3 2 2 ln(+tg3) 3 tg3 3 = 2 3 ; 4

5 . v) 3 tg2( ) vi) 0 vii) = 3 tg2( ) tg2( ) tg2( ) ++ = [ln(2 + ) ln( + 2)] = viii) 2 (e e + ) = 2 e 2( ) 2( ) II) sin 0, cos 0, cos. = ; ln e + + = ln 2; = 2 ln 3. ( + ) = 2 (+) = III) Determinaţi constanta α R pentru care funcţiile următoare au ită în punctul a indicat: { α +, i) f : R R, f() =, a = ; + 3, > { 2 + α ii) f : R R, f() = 2, 2, a = , > 2 IV) Calculaţi: i) (2 + sin ) ln ; ii) ( + sin ); iii) +sin ; iv) 2 +cos. 2 5

Σχετικά έγγραφα

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi" Iaşi 2014 Fie p, q N. Fie funcţia f : D R p R q. Avem următoarele