Интегральный признак Коши Разочарую тех, кто плохо усвоил материал первого курса. Для того чтобы применять интегральный признак Коши необходимо более или менее уверенно уметь находить производные, интегралы, а также иметь навык вычисления несобственного интегралапервого рода.
В учебниках по математическому анализу интегральный признак Коши дан математически строго, но слишком уж поморочено, поэтому я сформулирую признак совсем примитивно, но понятно. И сразу примеры для пояснения.
Интегральный признак Коши: Рассмотрим положительный числовой ряд . Данный ряд сходится или расходится вместе с соответствующим несобственным интегралом.
Пример 11 Исследовать ряд на сходимость
Почти классика. Натуральный логарифм и какая-нибудь бяка.
Основной предпосылкой использования интегрального признака Коши является тот факт, что в общем члене ряда есть некоторая функция и её производная. Из темыПроизводная вы наверняка запомнили простейшую табличную вещь: , и у нас как раз такой канонический случай.
Как использовать интегральный признак? Сначала берем значок интеграла и переписываем со «счётчика» ряда верхний и нижний пределы: . Затем под интегралом переписываем «начинку» ряда с буковкой «хэ»: . Чего-то не хватает…, ах, да, еще в числителе нужно прилепить значок дифференциала: .
Теперь нужно вычислить несобственный интеграл . При этом возможно два случая:
1) Если выяснится, что интеграл сходится, то будет сходиться и наш ряд .
2) Если выяснится, что интеграл расходится, то наш ряд тоже будет расходиться.
Повторюсь, если материал запущен, то чтение параграфа будет трудным и малопонятным, поскольку применение признака по сути дела сводится к вычислениюнесобственного интеграла первого рода.
Полное решение и оформление примера должно выглядеть примерно так:
Используем интегральный признак:
Таким образом, исследуемый ряд расходится вместе с соответствующим несобственным интегралом.
Пример 12 Исследовать ряд на сходимость
Решение и образец оформления в конце урока
В рассмотренных примерах логарифм также мог находиться под корнем, это не изменило бы способа решения.
И еще два примера на закуску
Пример 13 Исследовать ряд на сходимость
По общим «параметрам» общий член ряда вроде бы подходит для использования предельного признака сравнения. Нужно всего лишь раскрыть скобки и сразу сдать на кандидата предельно сравнить данный ряд со сходящимся рядом . Впрочем, я немного слукавил, скобки можно и не раскрывать, но всё равно решение через предельный признак сравнения будет выглядеть довольно вычурно.
Поэтому мы используем интегральный признак Коши:
Подынтегральная функция непрерывна на
Получено конечное число, значит, исследуемый ряд сходится вместе с соответствующим несобственным интегралом.
Пример 12: Используем интегральный признак. Подынтегральная функция непрерывна на.
Получено конечное число, значит, исследуемый ряд сходитсявместе с соответствующим несобственным интегралом. Пример 14: Используем интегральный признак. Подынтегральная функция непрерывна на.
Таким образом, исследуемый ряд расходитсявместе с соответствующим несобственным интегралом. Примечание: Ряд также можно исследовать с помощьюпредельного признака сравнения. Для этого необходимо раскрыть скобки под корнем и сравнить исследуемый ряд с расходящимся рядом.