CURS III, IV. Capitolul II: Serii de numere reale. a n sau cu a n. Deci lungimea segmentului este suma lungimilor sub-segmentelor obţinute, adică

Σχετικά έγγραφα
SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

Curs 4 Serii de numere reale

3.1. DEFINIŢII. PROPRIETĂŢI

Capitole fundamentale de algebra si analiza matematica 2012 Analiza matematica

în care suma termenilor din fiecare grup este 0, poate conduce la ideea că valoarea acestei sume este 0. De asemenea, gruparea în modul

1. ŞIRURI ŞI SERII DE NUMERE REALE

1. ŞIRURI ŞI SERII DE NUMERE REALE

5.1. ŞIRURI DE FUNCŢII

Analiza matematica Specializarea Matematica vara 2010/ iarna 2011

Seminar 3. Serii. Probleme rezolvate. 1 n . 7. Problema 3.2. Să se studieze natura seriei n 1. Soluţie 3.1. Avem inegalitatea. u n = 1 n 7. = v n.

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

Inegalitati. I. Monotonia functiilor

Capitolul 2 ŞIRURI DE NUMERE REALE. 2.1 Proprietăţi generale Moduri de definire a unui şir. (x n ) n 0 : x n =

Seria MATEMATICĂ ANALIZĂ MATEMATICĂ Calcul diferenţial

ŞIRURI ŞI SERII DE FUNCŢII

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

3. Serii de puteri. Serii Taylor. Aplicaţii.

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

Tema: şiruri de funcţii

Curs 2 Şiruri de numere reale

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

4. Serii de numere reale

Curs 1 Şiruri de numere reale

Analiză I Curs 1. Curs 1., a n. dacă ε, ( )N ( ε ) a.î. n x n ε ; ε sunt numere reale şi deci (a n. şi fie

Formula lui Taylor. 25 februarie 2017

7. ECUAŢII ŞI SISTEME DE ECUAŢII DIFERENŢIALE

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare

ANALIZĂ MATEMATICĂ Noţiuni teoretice şi probleme rezolvate. Mircea Olteanu

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

COMBINATORICĂ. Mulţimile ordonate care se formează cu n elemente din n elemente date se numesc permutări. Pn Proprietăţi

Olimpiada Naţională de Matematică Etapa locală Clasa a IX-a M 1

6.1. DERIVATE ŞI DIFERENŢIALE PENTRU FUNCŢII REALE DE O VARIABILĂ REALĂ. APLICAŢII

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

SUBGRUPURI CLASICE. 1. SUBGRUPURI recapitulare

PROBLEME CU PARTEA ÎNTREAGĂ ŞI

PENTRU CERCURILE DE ELEVI

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

Cursul 7. Spaţii euclidiene. Produs scalar. Procedeul de ortogonalizare Gram-Schmidt. Baze ortonormate

Sala: 2103 Decembrie 2014 CURS 10: ALGEBRĂ

Polinoame Fibonacci, polinoame ciclotomice

lim = dacă se aplică teorema lui 3. Derivate de ordin superior. Aplicaţii.

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

BAREM DE CORECTARE CLASA A IX A

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Sunt variabile aleatoare care iau o infinitate numărabilă de valori. Diagrama unei variabile aleatoare discrete are forma... f. ,... pn.

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

EXAMENE ŞI CONCURSURI

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

1 Serii numerice Definiţii. Exemple... 45

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

2.1. DEFINIŢIE. EXEMPLE

Statisticǎ - curs 2. 1 Parametrii şi statistici ai tendinţei centrale 2. 2 Parametrii şi statistici ai dispersiei 5

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

Cap. IV Serii Fourier. 4.1 Serii trigonometrice. (1) Numărul T se numeşte perioadă pentru funcţia f ( x )., x D, x ± T D

CAPITOLUL III FUNCŢII CONTINUE

ŞIRURI DE VARIABILE ALEATOARE. PROBLEME ASIMPTOTICE

4. Ecuaţii diferenţiale de ordin superior

Lucian Maticiuc. Facultatea de Hidrotehnică, Geodezie şi Ingineria Mediului Matematici Superioare, Semestrul I, Lector dr. Lucian MATICIUC SEMINAR 9.

CAPITOLUL 4 SPAŢII VECTORIALE EUCLIDIENE/UNITARE Produs scalar. Spaţii euclidiene şi spaţii unitare-definiţie

T R A I A N. Numere complexe în formă algebrică z a. Fie z, z a bi, Se numeşte partea reală a numărului complex z :

4. Integrale improprii cu parametru real

Clasa a IX-a. 1. Rezolvaţi în R ecuaţiile: (3p) b) x x x Se consideră mulţimile A = { }, (2p) a) Determinaţi elementele mulţimii A

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

CURS VII-IX. Capitolul IV: Funcţii derivabile. Derivate şi diferenţiale. 1 Derivata unei funcţii. Interpretarea geometrică.

Varianta 1 - rezolvari mate MT1

REZUMAT CURS 3. i=1. Teorema 2.2. Daca f este (R)-integrabila pe [a, b] atunci f este marginita

Concursul Naţional Al. Myller Ediţia a VI - a Iaşi, 2008

Partea întreagă, partea fracţionară a unui număr real

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

sistemelor de algebrice liniarel

Spaţii metrice. Spaţii normate. Spaţii Hilbert

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

5. PROBABILITĂŢI Evenimente

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Capitolul 3. Serii Fourier. a unei funcţii periodice de perioadă Dezvoltarea în serie Fourier

PENTRU CERCURILE DE ELEVI

CLASA a V-a CONCURSUL INTERJUDEŢEAN DE MATEMATICĂ ŞI INFORMATICĂ MARIAN ŢARINĂ EDIŢIA A IV-A MAI I. Să se determine abcd cu proprietatea

Progresii aritmetice si geometrice. Progresia aritmetica.

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

CONCURSUL INTERJUDEŢEAN DE MATEMATICĂ ŞI INFORMATICĂ MARIAN ŢARINĂ Ediţia a XI-a, 6 7 MAI CLASA a IV-a

II. Analiză matematică 0. 7 Şiruri şi serii numerice 1. 8 Calcul diferenţial pentru funcţii de o variabilă reală 43

Principiul Inductiei Matematice.

Laborator 4 Interpolare numerica. Polinoame ortogonale

CAPITOLUL IV CALCULUL DIFERENŢIAL PENTRU FUNCŢII REALE DE O VARIABILA REALĂ

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Cursul Măsuri reale. D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 15

MATEMATICĂ. - frecvenţă redusă - clasa a IX a. Prof. Baran Mihaela Gabriela

riptografie şi Securitate

Spaţii topologice. Spaţii metrice. Spaţii normate. Spaţii Hilbert

Analiza bivariata a datelor

Soluţiile problemelor pentru pregătirea concursurilor propuse în nr. 2/2013

Subiecte Clasa a VII-a

Transcript:

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Facultatea de Hidrotehică, Geodezie şi Igieria Mediului Matematici Superioare, Semestrul I, Lector dr. Lucia MATICIUC CURS III, IV Capitolul II: Serii de umere reale Defiiţii; proprietăţi; operaţii cu serii Defiiţia Se umeşte serie de umere reale o sumă ifiită de umere Se va ota prescurtat şi cu a + a + a 3 + + a + a + a + +. a, a sau cu a. Numerele a, a, a 3,..., a,,... se umesc termeii seriei iar şirul format cu sumele se umeşte şirul sumelor parţiale. S = a, S = a + a, S 3 = a + a + a 3, S = a + a + a 3 + + a = a k, Exemplul Să cosiderăm u segmet de lugime. Puctul de la mijloc va împărţi segmetul î două părţi de lugime. Apoi, petru segmetul di dreapta, puctul de la mijloc va împărţi segmetul î două părţi de lugime /. Cotiuâd procedeul obţiem că segmetul iiţial este compus ditr-o ifiitate de segmete de lugime, /, /4, /8, /6,...vezi deseul). Deci lugimea segmetului este suma lugimilor sub-segmetelor obţiute, adică k= = + + 4 + 8 + + + ) =. =0 Defiiţia 3 Spuem că a este serie covergetă dacă şirul sumelor parţiale S ) este u şir coverget. Dacă S este ita şirului S ) atuci S se va umi suma seriei şi vom scrie că a = S. Dacă S ) are ită ifiită, atuci seria dată se umeşte divergetă. Exemplul 4 Seria Îtr-adevăr, Lucia Maticiuc este divergetă deoarece şirul sumelor parţiale asociat u este coverget. S = + + + =.

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Exemplul 5 Seria Îtr-adevăr, este divergetă deoarece şirul sumelor parţiale asociat u este coverget. S = + + + = + ) Exemplul 6 Să avem î vedere Exemplul. Avem seria a = iar =0 =0 ). S =, S = + = 3, S 3 = + + 3 = 7 4,... S = + + 3 + +. Di egalitatea evidetă obţiem că a + b + = a b) a + a b + a b + + a b + ab + b ) + q + q + + q = q+, q R, q. q Deci, utilizâd că ) 0, deducem că S = + + 3 + + = + ) 0 = adică ) a = = =0 =0 Exemplul 7 Seria =0 ) are şirul sumelor parţiale dat de { 0, par, S = ) k =, impar, k=0 adică şirul S ) este diverget u are ită), deci seria =0 ) este divergetă. Exemplul 8 Cele două exemple de mai sus sut cazuri particulare ale seriei geometrice q, =0 ude q este u umăr fixat. Dacă q = atuci =0 are şirul sumelor parţiale S = + + + =, deci =0 este divergetă. Dacă q atuci =0 q are ta şirului sumelor parţiale dată de 0 S = + q + q + + q ) q + = = q + q, dacă q <, = +, dacă q >, q q u, dacă q <, adică seria geometrică { covergetă cu suma q q, dacă q < = divergetă, dacă q. Lucia Maticiuc =0

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Exemplul 9 Fie seria Evidet = ). k ) k = k, k N. k Deci S = a + a 3 + + a + a = ) + 3) + 3 ) 4 + + = sumă telescopică) = Deci seria este covergetă şi Exemplul 0 Studiaţi atura seriei. ) = = l + ) şirul sumelor parţiale va fi tot o sumă telescopică cu ita + ). Remarca Dacă S este ± atuci vom putea scrie că a = respectiv a = ). ) + Proposiţia Dacă la o serie adăugăm sau îlăturăm u umăr fiit de termei atuci seria obţiută u îşi schimbă atura. Exemplul 3 Are loc iar, î particular, { covergetă, dacă q < q = divergetă, dacă q, ) ) = = =. =0 Proposiţia 4 Codiţie ecesară de covergeţă a seriilor) Dacă seria a este covergeă atuci şirul a ) al termeilor săi este coverget la 0. Demostraţie. Îtr-adevăr, di defiiţie S S = a, iar dacă seria este covergetă atuci S S. Deci există ita şirului a ) şi Lucia Maticiuc a = S S ) = S S = 0. Corolarul 5 Dacă şirul a ) u este coverget la 0 atuci seria a este divergetă. Exemplul 6 Seria este divergetă deoarece şirul termeilor ) u tide la 0 a = ). ) = 3

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Exemplul 7 Seria este divergetă deoarece şirul termeilor ) u tide la 0 a = ). Exemplul 8 Seria ) este divergetă deoarece şirul termeilor u tide la 0 : a = ) e. Remarca 9 Dacă şirul a ) este coverget la 0 atuci u putem spue imic despre covergeţa seriei a. Exemplul 0 Vezi Exemplul 0. Seria l ) + diverge dar l + ) 0. Exemplul Seria este divergetă vezi Exemplul 49) dar termeul geeral al seriei a = 0, pe câd seria este covergetă vezi Exemplul 49) iar termeul geeral al seriei a = 0. Teorema Dacă seriile a şi b sut covergete şi au sumele S respectiv T, atuci: a) Seria a + b ) este covergetă şi are suma S + T. b) Seria αa este covergetă şi are suma αs, ude α R. Demostraţie. Vom ota şirul sumelor parţiale petru cele două serii cu S ) respectiv cu T ). Atuci seria sumă a + b ) are şirul sumelor parţiale dat de R ) ude R := S + T. Di covergeţa seriilor date obţi că R S + T, adică a + b ) este covergetă cu suma S + T. Similar, seria αa are şirul sumelor parţiale dat de R ) ude R := αs. Di covergeţa seriei a obţi că R αs, adică αa este covergetă cu suma αs. Serii cu termei oarecare Teorema 3 Criteriul lui Dirichlet) Dacă a este o serie care are şirul sumelor parţiale mărgiit şi dacă b ) este u şir descrescător şi coverget la 0 atuci seria a b este covergetă. Fără demostraţie) Exemplul 4 Folosid criteriul lui Dirichlet să se determie atura seriei Îtr-adevăr, avem si x = si x = a b si x, x kπ, k Z. ude a = si x, b =. Evidet b = > + = b + adica b ) şir descrescător şi b = 0. Pe de altă parte avem că a are şirul sumelor parţiale asociat ei dat de Lucia Maticiuc S = si x + si x + si 3x + + si x 4

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Aceasta suma o vom calcula astfel: Deci Avem S si x = si x si x + si x si x + + si x si x = = [ cos x x ) cos x + x ) + cos x x ) cos x + x ) + + + cos x x ) cos x + x )] = = [ cos x cos 3x + cos 3x cos 5x + + ] ) x + ) x + cos cos = [ cos x ] + ) x cos cos x + ) x cos S = si x S = cos x +)x cos si x cos x + cos +)x si x +, x kπ, k Z cos x + cos +)x si x si x = si x, N deci S ) mărgiit deoarece margiea si x u depide de N). Obţiem di criteriului lui Dirichlet că si x este covergetă. Exemplul 5 Folosid criteriul lui Dirichlet să se determie atura seriei cos. Teorema 6 Criteriul lui Abel) Dacă a este o serie covergetă şi dacă b ) este u şir mooto şi mărgiit atuci seria a b este covergetă. Demostraţie. Di teorema lui Weierstrass avem că şirul b ) este coverget, adică b = b. Să presupuem că b ) este şir crescător similar se va trata cazul descrescător). Atuci a b = a b b) + a b = a b b ) + b a. ) Dar seria a este covergetă, di ipoteză, iar seria a b b ) este covergetă aplicâd criteriul lui Dirichlet. Îtr-adevăr, seria a are şirul sumelor parţiale mărgiit deoarece este serie covergetă) şi b b ) este u şir descrescător şi coverget la 0. Deci seriile a b b ) şi a sut covergete şi deci, utilizâd Teorema şi relaţia ), deducem că seria a b este covergetă. Exemplul 7 Folosid criteriul lui Abel să se studieze covergeţa seriei Îtr-adevăr, avem Lucia Maticiuc ude a = cos, b = l +. cos l + = a b cos l +. 5

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Avem că cos este covergetă coform criteriului lui Dirichlet. Pe de altă parte, deoarece fucţia l x este crescătoare, b = l + = l + ) > l + ) = l + + + = b + deci b ) este şir descrescător şi b = l + 0) = l = 0 deci, di covergeţă, avem că şirul este cos şi mărgiit. Sutem atuci î codiţiile Criteriului lui Abel deci l + este covergetă. Teorema 8 Criteriul lui Leibiz) Fie seria ) a astfel îcât a ) este u şir descrescător la 0 deci u şir de termei pozitivi). Atuci seria alterată ) a este covergetă. Demostraţie. Seria ) are şirul sumelor parţiale mărgiit. Îtr-adevăr, { S = ) k 0, par, =, impar. k= Deoarece a ) este u şir descrescător la 0 avem că putem aplica criteriul lui Dirichlet şi obţiem cocluzia: seria ) a este covergetă. ) Exemplul 9 Folosid criteriul lui Leibiz să se studieze covergeţa seriei : = Avem ) = ) = ) a = = = ude a = ). Este evidet că şirul descreşte şi = 0 deci seria alterată ) este = covergetă. Exemplul 30 Folosid criteriul lui Leibiz să se studieze covergeţa seriei Avem l descreşte şi = 0 deci seria alterată ) l este cover- ude a = l. ) l Se ştie că şirul getă. = 3 Serii absolut covergete ) l = ) l = ) a = = = = ) l : Defiiţia 3 Spuem că seria a este absolut covergetă dacă seria modulelor a este covergetă. Exemplul 3 Seria Lucia Maticiuc ) =0 este absolut covergetă, avâd î vedere că seria modulelor ) = = ) =0 =0 este covergetă este seria geometrică scrisă petru q = /). =0 6

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Exemplul 33 Seria ) este absolut covergetă, avâd î vedere că seria modulelor ) = =0 este covergetă este seria armoică geeralizată scrisă petru p = ). Exemplul 34 Seria iar seria si este covergetă. este absolut covergetă. Îtr-adevăr, si, Teorema 35 Orice serie absolut covergetă este covergetă fără demostraţie). Defiiţia 36 O serie care este covergetă dar u este absolut covergetă se umeşte serie semicovergetă. ) Exemplul 37 Seria este covergetă coform criteriului lui Leibiz) dar u este absolut covergetă. Îtr-adevăr, seria modulelor ) = =0 este divergetă este seria armoică geeralizată scrisă petru p = ). Exemplul 38 Seria =0 3) u este ici covergetă este seria geometrică scrisă petru q = 3) şi ici absolut covergetă seria modulelor =0 3) = =0 3 este divergetă; este seria geometrică scrisă petru q = 3). Remarca 39 Coform defiiţiei absolutei covergeţe a uei serii observăm că trebuie să studiem covergeţa uei serii cu termei pozitivi seria modulelor). Î acest caz vom folosi criterii speciale prezetate î secţiuea următoare. 4 Serii cu termei pozitivi Teorema 40 Fie seria a astfel îcât a 0, N. Atuci seria ori coverge ori are suma ifiit. Demostraţie. Fie S ) şirul sumelor parţiale asociate seriei. Deoarece seria este cu termei pozitivi, atuci şirul S ) este pozitiv şi mooto crescător Lucia Maticiuc S + = S + a + S, N. Deci S care este fiită dacă şirul S ) este mărgiit superior, şi respectiv + dacă şirul S ) este emărgiit superior. 7

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Teorema 4 primul citeriu de comparaţie) Fie seriile a şi b astfel îcât a, b 0, N. Presupuem că N N astfel îcât a b, N. Atuci a) dacă seria b este covergetă atuci şi seria a este covergetă. b) dacă seria a este divergetă atuci şi seria b este divergetă. Demostraţie. Avâd î vedere că primii N termei ai uei serii u cotează adică u schimbă atura uei serii) vom studia seriile a şi b. Fie S ) şi T ) şirurile sumelor parţiale =N =N asociate celor două serii. Să observ că, deoarece seriile sut cu termei pozitivi, atuci şirurile S ) şi T ) sut pozitive şi crescătoare. Deci S şi T care sut fiite dacă şirurile S ) şi T ) sut mărgiite superior, şi respectiv + dacă şirurile S ) şi T ) sut emărgiite superior. a) Dacă =N b este covergetă avem că T ) este şir coverget T şi ea este fiită); deci şirul este mărgiit superior. Dar S T deci şi S ) este mărgiit superior, pri urmare S fiită, adică şirul este coverget. b) Dacă =N a este divergetă avem că S ) este şir emărgiit superior S şi ea este ifiită). Dar S T deci şi T ) este emărgiit superior, pri urmare T = +, adică şirul este diverget şi deci b este divergetă. =N Exemplul 4 Seria armoică geeralizată Dar seria = covergetă. b = ) = Exemplul 43 Are loc şi iegalitatea Deci seriile +) şi +) = evidet, petru seria Exemplul 44 Seria armoică geeralizată arăta că deci avem scrisă cu p = ) este covergetă. Îtr-adevăr a = = ) = b,. este covergetă coform Exemplului 9, deci şi seria + ),. ) sut majorate terme cu terme) de seria + ). = este tot ) se poate calcula uşor şirul sumelor parţiale), Lucia Maticiuc scrisă cu p = ) este divergetă. Îtr-adevăr, se poate l + x) x, x > a = l + ),. 8

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Dar seria a = l ) + este divergetă coform Exemplului 0, deci şi seria divergetă. este tot Teorema 45 al doilea citeriu de comparaţie) Fie seriile a şi b astfel îcât a, b > 0, N. Presupuem că Atuci a) dacă λ 0, ) atuci a b = λ [0, + ]. a b seriile au aceeaşi atură). b) dacă λ = 0 atuci b ) dacă b C) a C) b ) dacă a D) b D). c) dacă λ = + atuci c ) dacă a C) b C) c ) dacă b D) a D). Demostraţie. a) presupuem că λ 0, ). Meţioăm că deoarece λ > 0, deducem că ε > 0, suficiet de mic, λ ε rămâe strict pozitiv λ ε > 0); de asemeea, λ fiit λ < + ) implică faptul că λ + ε rămâe şi el fiit λ + ε < + ). Di ipoteză avem că există u rag astfel îcât a b este î veciătatea lui λ, mai precis ε > 0, N N astfel îcât λ ε a b λ + ε; deci λ ε) b a λ + ε) b, N. Acum aplicăm primul criteriu de comparaţie şi obţi că seriile date au aceeaşi atură. b) presupuem că λ = 0. Di ipoteză avem că există u rag astfel îcât a este î veciătatea lui λ, mai precis ε > 0, N N astfel îcât ε a ε; deci b 0 a εb, N. Acum aplicăm primul criteriu de comparaţie şi obţi cocluzia de la b). c) se obţie imediat di puctul b) deoarece Exemplul 46 Seria a = deci a =0 b = a b = =0 +3 +5 +3 b a = λ = 0. +5 este divergetă. Îtr-adevăr, luăm b = şi calculăm + 3 = + 5 = + 3 + 5 = 0, + ) Lucia Maticiuc care este seria armoică cu p = deci divergetă. Exemplul 47 Seria a = si este covergetă. Îtr-adevăr, luăm b = şi calculăm =0 =0 b a b = si = 0, + ) 9

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc deci a b = si x x =, x 0). care este seria armoică cu p = deci covergetă am folosit ita Teorema 48 Criteriul de codesare) Fie a o serie cu termei pozitivi. Presupuem că şirul a ) este descrescător. Atuci fără demostraţie). a a Exemplul 49 Seria armoică geeralizată este, pri defiiţie, p { covergetă, dacă p >, p = divergetă, dacă p. şi are loc: Îtr-adevăr, fie a =. Cosiderăm cazurile: p. Cazul p > 0 şi atuci p ) este crescător deci şirul a ) descreşte deci putem aplica Criteriul Codesării. Astfel studiem seria a = ) p = = ) ) p p Acum dacă p > p > 0 p > 0 = 0 < < deci seria geometrică de mai sus p este cu raţia q = p 0, ) adică a este covergetă deci seria a este covergetă. Dacă p < p < 0 p < 0 = > deci seria geometrică de mai sus este cu p raţia q = p, ) adică a este divergetă deci seria a este divergetă.. Cazul p < 0. Atuci a = p = p p = deoarece p > 0 deci a este divergetă efiid satisfăcută codiţia ecesară de covergeţă). 3. Cazul p = 0. Atuci u = p = 0 deci u este divergetă efiid satisfăcută codiţia ecesară de covergeţă). Teorema 50 Criteriul rădăciii al lui Cauchy) Fie a o serie cu termei pozitivi. Presupuem că există a = k. Lucia Maticiuc Atuci a) dacă k < atuci seria a este covergetă; b) dacă k > atuci seria a este divergetă; c) dacă k = atuci u putem preciza imic. 0

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Demostraţie. a) Să presupuem că k <, deci ε > 0 suficiet de mic, k + ε <. Di ipoteză avem că există u rag astfel îcât a este î veciătatea lui k, mai precis ε > 0, N N astfel îcât k ε a k + ε < ; deci şi, pri urmare, k ε a k + ε, N, 0 a k + ε), N. Deoarece seria geometrică k + ε) este covergetă este seria geometrică cu q = k + ε < ), obţiem coform primului criteriu de comparaţie, că a este tot covergetă. b) Să presupuem că k >, deci ε > 0 suficiet de mic, k ε >. Di ipoteză avem că există u rag astfel îcât a este î veciătatea lui k, mai precis ε > 0, N N astfel îcât < k ε a k + ε; deci şi k ε a k + ε, N, 0 k ε) a, N. Deoarece seria geometrică k ε) este divergetă este seria geometrică cu q = k ε > ), obţiem coform primului criteriu de comparaţie, că a este tot divergetă. Exemplul 5 Seria a = 3 este covergetă. Îtr-adevăr, calculăm deci =0 =0 a = a este covergetă am folosit ita 3 = = ). 3 = 3 < Teorema 5 Criteriul raportului al lui D Alembert) Fie a o serie cu termei pozitivi. Presupuem că există a + a = k. Atuci a) dacă k < atuci seria a este covergetă; b) dacă k > atuci seria a este divergetă; c) dacă k = atuci u putem preciza imic. Demostraţie. a) Să presupuem că k <, deci ε > 0 suficiet de mic, k + ε <. Di ipoteză avem că există u rag astfel îcât a+ a este î veciătatea lui k, mai precis ε > 0, N N astfel îcât k ε a+ k + ε < ; deci şi, pri urmare, Lucia Maticiuc a k ε a + a k + ε, N, a N+ k + ε) a N, a N+ k + ε) a N, a N+3 k + ε) 3 a N...

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc deci Deoarece seria geometrică =N 0 a k + ε) N a N, N. k + ε) N a N = a N =N k + ε) N este covergetă este seria geometrică cu q = k + ε < ), obţiem coform primului criteriu de comparaţie, că a este tot covergetă. b) Să presupuem că k >, deci ε > 0 suficiet de mic, k ε >. Di ipoteză avem că există u rag astfel îcât a+ a este î veciătatea lui k, mai precis ε > 0, N N astfel îcât < k ε a+ k + ε; deci a şi, pri urmare, deci k ε a + k + ε, N, a a N+ k ε) a N, a N+ k ε) a N, a N+3 k ε) 3 a N... 0 k ε) N a N a, N. Deoarece seria geometrică k ε) N a N = a N k ε) N este divergetă este seria ge- ometrică cu q = k ε > ), obţiem coform primului criteriu de comparaţie, că a este tot divergetă. Exemplul 53 Seria a = 3 este covergetă. Îtr-adevăr, calculăm deci =0 a este covergetă. =0 a + a + 3 + = 3 = + 3 = 3 < Remarca 54 Să remarcăm că cele două criterii rădăciii şi raportului) u precizează imic î cazul k =. De exemplu, seria este divergetă vezi Exemplul 49) pe câd seria este covergetă a vezi Exemplul 49) dar ambele satisfac codiţiile + b a = = + b şi a = = b, ude a = / şi b = /. Teorema 55 Criteriul lui Raabe-Duhamel) Fie a o serie cu termei pozitivi. Presupuem că există a Atuci a) dacă k < atuci seria a este divergetă; ) = k a + Lucia Maticiuc b) dacă k > atuci seria a este covergetă; c) dacă k = atuci u putem preciza imic fără demostraţie).

Capitolul II: Serii de umere reale Lect. dr. Lucia Maticiuc Remarca 56 Criteriul lui Raabe-Duhamel se aplica atuci câd î criteriul raportului obţiem ita. Deci criteriul lui Raabe-Duhamel este mai puteric decât criteriul raportului. Exemplul 57 Folosid criteriul lui Raabe-Duhamel să se determie atura seriei 5 9 4 3) 4.! 5 9 4 3) Avem a = 4 > 0, N. Calculăm mai îtâi ita raportului! a + a = 5 9 4 3) 4 + ) 3) 4! 4 + + )! 5 9 4 3) = deci criteriul raportului u e poate preciza imic. Aplic î cotiuare criteriul lui Raabe-Duhamel adică vom calcula ita ) ) u u + = vezi calculul de mai sus) = 4+) 4+ = = 3 4+ = 3 4 <. Deci seria a este divergetă. 4 + 4 + ) = 4+4 4 4+ Lucia Maticiuc 3