je číselná posloupnost. Pro všechna n položme s n = ak. Posloupnost

Podobné dokumenty
Přednáška 7, 14. listopadu 2014

Masarykova univerzita Přírodovědecká fakulta

n=1 ( Re an ) 2 + ( Im a n ) 2 = 0 Im a n = Im a a n definujeme předpisem: n=1 N a n = a 1 + a a N. n=1

(3n + 1) 3n Příklady pro samostatnou práci

1 Nekonečné řady s nezápornými členy

Posloupnosti a číselné řady. n + 1. n n n n. n n n. = lim. n2 sin n! lim. = 0, je lim. lim. lim. 1 + b + b b n) = 1 b

Kapitola 1. Nekonečné číselné řady. Definice 1.1 Nechť {a n } n=1 je posloupnost reálných čísel. Symbol. a n nebo a 1 + a 2 + a

5. Posloupnosti a řady

n=0 a n, n=0 a n = ±. n=0 n=0 a n diverguje k ±, a píšeme n=0 n=0 b n = t. Pak je konvergentní i řada n=0 (a n + b n ) = s + t. n=0 k a n a platí n=0

Znegujte následující výroky a rozhodněte, jestli platí výrok, nebo jeho negace:

ŘADY Jiří Bouchala a Petr Vodstrčil

Matematická analýza I

Obsah. 1 Mocninné řady Definice a vlastnosti mocninných řad Rozvoj funkce do mocninné řady Aplikace mocninných řad...

11.1 Úvod. Definice : [MA1-18:P11.1] definujeme pro a C: nedefinujeme: Posloupnosti komplexních čísel

Mocninné řady - sbírka příkladů

6.2. ČÍSELNÉ ŘADY. V této kapitole se dozvíte:

n 3 lim 3 1 = lim Je vidět, že posloupnost je neklesající, tedy z Leibnize řada konverguje, ( 1) k 1 k=1

6. Posloupnosti a jejich limity, řady

ZS 2018/19 Po 10:40 T5

Nekonečné řady. 1. Nekonečné číselné řady 1.1. Definice. = L L nekonečnou posloupnost reálných čísel. a) Označme { a }

STEJNOMĚRNÁ KONVERGENCE POSLOUPNOSTI A ŘADY FUNKCÍ

jako konstanta nula. Obsahem centrálních limitních vět je tvrzení, že distribuční funkce i=1 X i konvergují za určitých

a logaritmickou funkci a goniometrické funkce. 6.1 Násobení řad. Podívejme se neprve na násobení mnohočlenů x = x x n a y = y y n.

6. ČÍSELNÉ POSLOUPNOSTI A ŘADY 6.1. ČÍSELNÉ POSLOUPNOSTI

P. Girg. 23. listopadu 2012

Přehled často se vyskytujících limit posloupností. = ek. = 1 lim n n! = = C = α 0+

Definice obecné mocniny

Matematika 1. Katedra matematiky, Fakulta stavební ČVUT v Praze. středa 10-11:40 posluchárna D / 13. Posloupnosti

Číselné řady. 1 m 1. 1 n a. m=2. n=1

Nechť je číselná posloupnost. Pro všechna položme. Posloupnost nazýváme posloupnost částečných součtů řady.

Matematická analýza III (NMUM201)

je konvergentní, právě když existuje číslo a R tak, že pro všechna přirozená <. Číslu a říkáme limita posloupnosti ( ) n n 1 n n n

Matematika 1. Ivana Pultarová Katedra matematiky, Fakulta stavební ČVUT v Praze. středa 10-11:40 posluchárna D Posloupnosti

MASARYKOVA UNIVERZITA ÚSTAV MATEMATIKY A STATISTIKY. Bakalářská práce BRNO 2012 PAVLA STARÁ

Cvičení 1.1. Dokažte Bernoulliovu nerovnost (1 + x) n 1 + nx, n N, x 2. Platí tato nerovnost obecně pro všechna x R a n N?

je konvergentní, právě když existuje číslo a R tak, že pro všechna přirozená <. Číslu a říkáme limita posloupnosti ( ) n n 1 n n n

1 Uzavřená Gaussova rovina a její topologie

Petr Šedivý Šedivá matematika

k(k + 1) = A k + B. s n = n 1 n + 1 = = 3. = ln 2 + ln. 2 + ln

Užitečné zdroje příkladů jsou: Materiály ke cvičením z Kalkulu 3 od Kristýny Kuncové:

I. TAYLORŮV POLYNOM ( 1

1 Základy Z-transformace. pro aplikace v oblasti

( + ) ( ) ( ) ( ) ( ) Derivace elementárních funkcí II. Předpoklady: Př. 1: Urči derivaci funkce y = x ; n N.

DUM č. 19 v sadě. 13. Ma-1 Příprava k maturitě a PZ algebra, logika, teorie množin, funkce, posloupnosti, řady, kombinatorika, pravděpodobnost

WikiSkriptum Ing. Radek Fučík, Ph.D. verze: 1. října 2019

Funkce. RNDr. Yvetta Bartáková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

NMAF063 Matematika pro fyziky III Zkoušková písemná práce 17. ledna 2019

1 Základní pojmy a vlastnosti

Kapitola 4 Euklidovské prostory

I. TAYLORŮV POLYNOM. Taylorovy řady některých funkcí: Pro x R platí: sin(x) =

1 Základní matematické pojmy Logika Množiny a jejich zobrazení... 7

MATEMATICKÁ INDUKCE. 1. Princip matematické indukce

POSLOUPNOSTI A ŘADY,

Zkoušková písemná práce č. 1 z předmětu 01MAB3

NMAF061, ZS Zápočtová písemná práce skupina A 16. listopad dx

11. Číselné a mocninné řady

3. Lineární diferenciální rovnice úvod do teorie

O Jensenově nerovnosti

Abstrakt. Co jsou to komplexní čísla? K čemu se používají? Dá se s nimi dělat

procesy II Zuzana 1 Katedra pravděpodobnosti a matematické statistiky Univerzita Karlova v Praze

Kapitola 5 - Matice (nad tělesem)

DIFERENCIÁLNÍ POČET FUNKCE JEDNÉ PROMĚNNÉ. 1) Pojem funkce, graf funkce

Matematická analýza III - funkční posloupnosti a. Ing. Leopold Vrána

Zimní semestr akademického roku 2015/ listopadu 2015

Budeme pokračovat v nahrazování funkce f(x) v okolí bodu a polynomy, tj. hledat vhodné konstanty c n tak, aby bylo pro malá x a. = f (a), f(x) f(a)

1 Trochu o kritériích dělitelnosti

Matematika 2 LS 2012/13. Prezentace vznikla na základě učebního textu, jehož autorem je doc. RNDr. Mirko Rokyta, CSc. J. Stebel Matematika 2

MASARYKOVA UNIVERZITA FAKULTA INFORMATIKY MB202. Diferenciální a integrální počet B

3. ELEMENTÁRNÍ FUNKCE A POSLOUPNOSTI. 3.1 Základní elementární funkce. Nejprve uvedeme základní elementární funkce: KONSTANTNÍ FUNKCE

8. Zákony velkých čísel

f x a x DSM2 Cv 9 Vytvořující funkce Vytvořující funkcí nekonečné posloupnosti a0, a1,, a n , reálných čísel míníme formální nekonečnou řadu ( )

6. FUNKCE A POSLOUPNOSTI

Spojitost a limita funkcí jedné reálné proměnné

Derivace součinu a podílu

Čísla a početní výkony

Řešení písemné zkoušky z Matematické analýzy 1a ZS ,

Analytická geometrie

M - Posloupnosti VARIACE

Řady s nezápornými členy

DVOUVÝBĚROVÉ PODMÍNĚNÉ POŘADOVÉ TESTY VANALÝZEPŘEŽITÍ

MATEMATIKA PŘÍKLADY K PŘÍJÍMACÍM ZKOUŠKÁM BAKALÁŘSKÉ STUDIUM MGR. RADMILA STOKLASOVÁ, PH.D.

1 Posloupnosti a řady.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

1. Číselné obory, dělitelnost, výrazy

1. ZÁKLADY VEKTOROVÉ ALGEBRY 1.1. VEKTOROVÝ PROSTOR A JEHO BÁZE

11. přednáška 16. prosince Úvod do komplexní analýzy.

Matematika I, část II

Matematika I. Název studijního programu. RNDr. Jaroslav Krieg České Budějovice

I. Exponenciální funkce Definice: Pro komplexní hodnoty z definujeme exponenciální funkci předpisem. z k k!. ( ) e z = k=0

Sekvenční logické obvody(lso)

Infinity series collection of solved and unsolved examples

1. Posloupnosti čísel

Řešení písemné zkoušky z Matematické analýzy 1a ZS ,

8.2.1 Aritmetická posloupnost

Mocniny. Mocniny, odmocniny, logaritmy, exponenciála. Obecná mocnina. Mocniny. Odmocniny

NMAF063 Matematika pro fyziky III Zkoušková písemná práce 25. ledna x 1 n

NMAF061, ZS Zápočtová písemná práce VZOR 5. ledna e bx2 x 2 e x2. F (b) =

Seznámíte se s pojmem Riemannova integrálu funkce jedné proměnné a geometrickým významem tohoto integrálu.

odhady parametrů. Jednostranné a oboustranné odhady. Intervalový odhad střední hodnoty, rozptylu, relativní četnosti.

DERIVACE FUNKCÍ JEDNÉ REÁLNÉ PROM

Transkript:

Číselé řady Defiice (Posloupost částečých součtů číselé řady). Nechť (a ) =1 je číselá posloupost. Pro všecha položme s = ak. Posloupost ( s ) azýváme posloupost částečých součtů řady. Defiice (Součet číselé řady). Nechť ( a ) je číselá posloupost. Existuje-li limita s = lim s, kde ( s ) je posloupost částečých součtů řady, azýváme ji součtem této řady a začíme a. Je-li avíc s C, říkáme, že řada a koverguje; je-li s =± či s =, =1 říkáme, že řada podstatě diverguje. Neexistuje-li limita, říkáme, že řada a =1 osciluje. Řady podstatě divergetí a oscilující azýváme souhrě divergetí. Buďte ( a ), ( ) dvě číselé poslouposti. Říkáme, že řady a mají stejý charakter, pokud obě dvě současě podstatě divergují, obě dvě současě oscilují, ebo obě dvě současě kovergují. Příklad (Geometrická řada). Geometrická řada q koverguje právě tehdy, když q <1. Příklad (Harmoická řada ). Řada 1 =1 je podstatě divergetí. Příklad (Řada ( 1 ). Řada ( 1 =1 a ) osciluje. a =1 a =1 k=1 =1 a lim s =1 =1 =0 ) 1 =1 a a =1 =1 Věta (Liearita řad). Buď α R (resp. α C ), echť jsou dáy číselé poslouposti ( a ), ( b ). Pak (α a )=α a a ( a + b ) = a + b za předpokladu, že pravé stray mají =1 =1 =1 =1 =1 smysl.

Věta (O součtu komplexí řady). Nechť ( ) je komplexí posloupost. Řada koverguje právě tehdy, když a kovergují reálé řady Re a Im, a pro její součet v takovém případě platí a =1 =1. Věta (O modifikaci koečého počtu čleů řady). Přidáím, vyecháím či změou koečého počtu čleů číselé poslouposti ezměí charakter řady. 1. Sčítáí řad Příklad (Součet řady ). Dokažme, že =1 = Re +i Im a =1 a =1 1 2 =1 a a =1 a 1 a =1 π 2 =. 2 6 =1 ( a ) se 2. Uzávorkováí řad Defiice (Uzávorkováí řady). Nechť ( a ) je číselá posloupost, echť ( ) je ostře rostoucí posloupost přirozeých čísel. Položme =,, atd. Pak říkáme, že řada vzikla uzávorkováím řady a (pomocí ( ) ). Věta (O uzávorkováí řady). Je-li řada kovergetí ebo podstatě divergetí, každá řada z í vziklá uzávorkováím má stejý charakter a stejý součet. Věta (O uzávorkováí řady s omezeým počtem sčítaců v závorce). Nechť ( ) je číselá posloupost, echť řada vzikla uzávorkováím řady a pomocí ( k ). Nechť lim a =0a echť existuje m N tak, že pro všecha platí k +1 k m. Pak řady a a b mají stejý charakter a v případě kovergece i stejý součet. b 1 a =1 k k 1 k 2 aj b 2 = aj b j=1 j = +1 =1 =1 =1 k 1 =1 k b a =1 =1

3. Kovergece řad Věta (Nutá podmíka kovergece řady). a a =0 =1 Nechť řada koverguje. Pak lim. Věta (Bolzao-Cauchyova podmíka pro kovergeci řady). a Řada koverguje platí =1 +p ( ε > 0)( 0 )( > 0,p N) < ε. a k k=+1 (1) Věta (O absolutí kovergeci řady). Koverguje-li řada, pak koverguje i řada a pro jejich součty platí erovost Defiice (Absolutí kovergece řady). Koverguje-li řada, říkáme, že řada koverguje absolutě. Koverguje-li řada a a diverguje-li řada a, říkáme, že řada a koverguje eabsolutě. =1 3.1. Řady s kladými čley a a =1 =1 a a. =1 Věta (Srovávací kritérium pro číselé řady (elimití tvar)). Nechť pro všecha N je 0 a b. Pak platí: 1. Koverguje-li řada b, koverguje také řada a. 2. Diverguje-li řada, diverguje také řada. Pozámka. Je zřejmé, že podmíku ( N)(0 a b ) v předpokladu lze zaměit slabší podmíkou ( 0 )( > 0 )(0 a b ) a tvrzeí zůstae v platosti. Podobě je tomu i u dalších kritérií. =1 a a =1 =1 =1 =1 =1 =1 a b =1 =1

Věta (Srovávací kritérium pro číselé řady (limití tvar)). a Nechť pro všecha N platí 0a b 0. Nechť existuje limita c = lim. Pak platí: 1. Je-li c R a koverguje, pak i koverguje. 2. Je-li c >0a diverguje, pak i diverguje. Věta (Odmociové (Cauchyovo) kritérium). Nechť pro všecha platí a 0. Pak platí: 1. a) Existuje-li číslo q 0, 1) tak, že ( N)( q), pak a koverguje. b) Platí-li pro ekoečě moho idexů vztah 1, řada diverguje. 2. a) Platí-li lim <1, řada koverguje. a b) Platí-li lim >1, řada diverguje. a Lemma (Srováí podílů po sobě ásledujících čleů). a +1 b +1 Nechť ( a ), ( b ) jsou poslouposti kladých čísel a pro všecha platí. a b Pak: 1. Koverguje-li řada, koverguje také řada. 2. Diverguje-li řada, diverguje také řada. Věta (Podílové (d'alembertovo) kritérium). Nechť pro všecha platí >0. Pak: Existuje-li číslo q (0, 1) tak, že pro všecha N je 1. a) a q, řada koverguje. b) Pokud pro všecha N platí 1, řada diverguje. 2. a) Je-li lim <1, řada koverguje. b) Je-li lim >1, řada diverguje. a +1 a a +1 a a a b a =1 =1 b a =1 =1 a =1 a =1 a =1 a =1 a a =1 a =1 b a =1 =1 a b =1 =1 a +1 a a =1 a +1 b a =1

Věta (Itegrálí kritérium). Nechť f je ezáporá klesající fukce v 1, ). Pak platí: f() koverguje právě tehdy, když koverguje zobecěý Riemaův itegrál f. 1 =1 1 Příklad (Řada ). =1 α Vyšetřeme kovergeci řady 1, kde α R. α =1 Příklad (Řada ). Řada diverguje. Věta (Raabeovo kritérium). Nechť pro všecha platí >0. Pak platí: 1. a) Existuje-li číslo r >1tak, že pro všecha N je (1 ) r, pak koverguje. b) Je-li pro všecha splěa podmíka (1 ) 1, pak řada diverguje. 2. a) Pokud lim (1 ) >1, řada koverguje. Pak: 1 l =2 1 l =2 a a +1 a a =1 a a +1 a b) Pokud lim (1 ) <1, řada diverguje. a +1 a =1 a +1 a 1. Je-li λ <1 (λ =1 μ >1), řada koverguje. 2. Je-li λ >1 (λ =1 μ 1), řada diverguje. a =1 a =1 Věta (Gaussovo kritérium). Nechť pro všecha platí a >0. Nechť existují kostaty λ R, μ R, α R + a omezeá číselá posloupost ( c ) tak, že pro všecha platí a +1 μ c = λ. a 1+α a =1 a =1 3.2. Řady se střídavými zaméky

Defiice (Řada se střídavými zaméky). Buď ( a ) reálá posloupost, echť platí ( N)( < 0). Pak říkáme, že je řada se střídavými zaméky. Pozámka. Efektivě to zameá, že řada se střídavými zaméky má tvar buď ( 1) 1 b, ebo ( 1) b, kde >0. =1 b Věta (Leibizovo kritérium pro řady se střídavými zaméky). Nechť ( b ) je klesající posloupost kladých čísel. Pak řada ( 1) 1 b koverguje právě tehdy, když lim b =0. Věta (Modifikovaé Raabeovo kritérium). Nechť pro všecha platí >0. Pak: b Existuje-li δ >0tak, že pro všecha N je (1 b ) δ, pak řada 1. a) ( 1) b koverguje. =1 b) Je-li pro všecha N výraz (1 ) 0, řada ( 1) 1 b diverguje. b a +1 a b 2. a) Je-li lim (1 +1 ) >0, řada ( 1) 1 b koverguje. b b b) Je-li lim (1 +1 ) <0, řada ( 1) 1 b diverguje. b b +1 =1 =1 =1 b +1 =1 =1 a =1 Věta (Modifikovaé Gaussovo kritérium). Nechť pro všecha platí b >0, echť existují kostaty λ R, μ R, α R + a omezeá posloupost ( ) tak, že pro všecha platí c b +1 b μ c = λ. 1+α Pak: 1. Je-li λ <1 (λ =1 μ >1), řada ( 1) 1 b koverguje absolutě. =1 2. Je-li λ =1 (0<μ 1), řada ( 1) 1 b koverguje eabsolutě. 3. Je-li λ >1 (λ =1 μ 0), řada ( 1) 1 b diverguje. =1 =1 3.3. Řady s obecými čley

Věta (Dirichletovo kritérium pro kovergeci řad). Nechť řada a má omezeou posloupost částečých součtů. Nechť ( ) je mootóí =1 posloupost a lim =0. Pak koverguje. b Věta (Abelovo kritérium pro kovergeci řad). Nechť řada a koverguje. Nechť ( ) je mootóí omezeá posloupost. Pak řada a b =1 =1 koverguje. a b =1 b b Příklad (Řada ). Podle Dirichletova kritéria řada koverguje, eboť ( ) je mootóí posloupost s ulovou limitou a řada součtů. 4. Přerováí řad Defiice (Přerováí řady). má omezeou posloupost částečých Buď ( a ) číselá posloupost, φ : N N bijekce. Říkáme, že řada vzikla z řady a =1 přerováím. si =1 si Věta (O absolutě kovergetí přerovaé řadě). Nechť absolutě koverguje. Pak každá řada vziklá z řady přerováím je také absolutě kovergetí a má stejý součet. =1 si =1 Věta (O přerováí eabsolutě kovergetí reálé řady). Buď eabsolutě kovergetí reálá řada. Nechť s R. Pak existuje přerováí řady takové, že jeho součet je. Existuje také přerováí řady, které osciluje. 1 =1 aφ() a ak a =1 =1 =1 =1 a s =1 =1 5. Souči řad

Defiitio (Souči řad). Nechť (a ) =1, (b ) =1 jsou číselé poslouposti, echť φ : N 2 N je bijekce. Ozačme i = φ 1 () 1, j = φ 1 () 2, c = a i b j pro všecha N. Říkáme, že řada c je součiem řad a. Věta (O součiu absolutě kovergetích řad). Nechť a jsou absolutě kovergetí řady. Pak jejich souči je absolutě kovergetí a má součet ( ) ( ). Defiice (Součiová řada). Nechť (a ) =0, (b ) =0 jsou číselé poslouposti, echť C = ak b k. Pak říkáme, že je součiová řada řad a. Věta (O součiu absolutě kovergetí a kovergetí řady). Nechť koverguje absolutě a koverguje. Pak součiová řada těchto dvou řad koverguje k číslu ( ) ( ). Příklad. a b =1 =1 a b c =1 =1 =1 a b =1 C a b =0 =0 =0 a b =0 =0 a b =0 =0 a b =0 =0 Ukažme, že pokud řady, kovergují, součiová řada emusí kovergovat. =1 k=0 =1