| |
ФНП: определение, геометрический смысл дифференциала функции двух переменных. Дифференциалы высших порядков. Частные производные и дифференциал сложной функции. Инвариантность формы записи первого дифференциала. Неинвариантность формы записи дифференциалов высших порядков. Неявные функции: теорема существования, дифференцирование неявно заданных функций одной и нескольких переменных.Числовые рады в
ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Пусть
– произвольная последовательность комплексных чисел
. Тогда символ
называют числовым рядом в комплексной области (в
).
Сумма первых
членов ряда
![]()
есть
-я частичная сумма ряда.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Если последовательность частичных сумм
ряда
сходится к числу
, то ряд называется сходящимся, а число
– его сумма. Если же последовательность
расходится, то ряд
называется расходящимся.
Если слагаемые ряда
заданы через свои
и
компоненты, т.е.
, то естественно изучать поведение ряда
через поведение рядов
.
Обозначим
,
.
ТЕОРЕМА (необходимое и достаточное условие сходимости числового ряда в
)
Ряд
сходится тогда и только тогда, когда ряды
и
сходятся одновременно.
Доказательство. (
) Пусть
. Покажем, что при
ряды
и
сходятся, т.е. при
существуют пределы их частичных сумм
и
(одновременно).
В самом деле, частичную сумму
можно представить в виде сумм
для всякого
. Поскольку существует
и он равен числу
, то по соответствующей теореме одновременно существуют пределы
и
, причем они равны числам
и
.
(
) Пусть
и
, где
и
– действительные числа. Покажем, что в этом случае из сходимости рядов
и
следует сходимость ряда
.
Действительно, поскольку
для всякого
, то при
последовательность
сходится, причем значение ее предела равно числу
. Теорема доказана.
ПРИМЕР 6. Рассмотрим ряд
. (**)
Чтобы воспользоваться теоремой, составим числовые ряды из действительных и мнимых частей слагаемых ряда (**), а именно:
и
.
Каждый из этих рядов есть знакопеременный ряд, составленный из действительных чисел. К ним применима теорема Лейбница, согласно которой ряд сходится (причем абсолютно), т.е. сходится и рассматриваемый ряд (**).
Найдем сумму
этого ряда.
Ряд
– сумма бесконечно убывающей геометрической прогрессии с первым членом
и знаменателем прогрессии
, поэтому
. Аналогично
. Итак, сумма ряда (**) есть число
.
Критерий Коши для ряда
может быть перефразирован; в частности, и необходимое условие (признак) сходимости ряда: если ряд
сходится, то
.
Если предел
-го члена ряда
не является нулем, то ряд расходится. Поэтому, например, ряд
является расходящимся, так как
.
Не всегда последовательность
задается через
и
, иногда сложно выделить эти компоненты. В этом случае можно использовать достаточное условие сходимости.