Как найти область сходимости функционального ряда ∑ 2^{n}* x^{3n}* arcsin(x/(3n))?
МатематикаУниверситетОбласть сходимости рядовобласть сходимостифункциональный ряд∑ 2^{n}* x^{3n}arcsin(x/(3n))математический анализ
Чтобы найти область сходимости функционального ряда ∑ 2^{n}* x^{3n}* arcsin(x/(3n)), нам нужно использовать критерий сходимости рядов, например, критерий Даламбера (или критерий ratio test).
Рассмотрим общий член ряда:
a_n = 2^{n}* x^{3n}* arcsin(x/(3n))
Теперь применим критерий Даламбера, который требует рассмотреть предел:
L = lim (n → ∞) |a_{n+1}/ a_n|
Сначала найдем a_{n+1}:
Теперь найдем отношение |a_{n+1}/ a_n|:
|a_{n+1}/ a_n| = |(2^{n+1}* x^{3(n+1)}* arcsin(x/(3(n+1)))) / (2^{n}* x^{3n}* arcsin(x/(3n))|
Упростим это выражение:
Теперь возьмем предел:
L = lim (n → ∞) |2 * x^{3}* arcsin(x/(3(n+1))) / arcsin(x/(3n))|
При n стремящемся к бесконечности, аргумент arcsin стремится к нулю, и мы можем использовать приближение arcsin(y) ≈ y для малых y:
Таким образом, предел будет выглядеть следующим образом:
L = lim (n → ∞) |2 * x^{3}* (x/(3(n+1))) / (x/(3n))| = lim (n → ∞) |2 * x^{3}* (n / (n+1))|
При n стремящемся к бесконечности, (n / (n+1)) стремится к 1, поэтому:
L = |2 * x^{3}|
По критерию Даламбера ряд сходится, если L < 1:
|2 * x^{3}| < 1
Это неравенство можно переписать как:
|x^{3}| < 1/2
Таким образом, мы приходим к следующему результату:
-1/2 < x < 1/2
Следовательно, область сходимости данного функционального ряда:
(-1/2, 1/2)