AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1731

Условие

С помощью признаков сравнения решить вопрос сходимости ряда \(\displaystyle{\sin\frac{\pi}{2}+\sin\frac{\pi}{4}+\ldots+\sin\frac{\pi}{2^n}+\ldots}\).

Решение

Общий член ряда: \(\displaystyle{u_n=\sin\frac{\pi}{2^n}}\). Так как \(\displaystyle{0\lt\frac{\pi}{2^n}\le\frac{\pi}{2}}\), то \(\displaystyle{u_n\gt{0}}\). Сравним данный ряд с сходящимся рядом \(\displaystyle{\sum\limits_{k=1}^{n}\frac{1}{2^n}}\), используя признак сравнения в предельной форме:

\[ \lim_{n\to\infty}\frac{\sin\frac{\pi}{2^n}}{\frac{1}{2^n}} =\lim_{n\to\infty}\left(\pi\cdot\frac{\sin\frac{\pi}{2^n}}{\frac{\pi}{2^n}}\right) =\pi. \]

Ряд \(\displaystyle{\sum\limits_{k=1}^{n}\frac{1}{2^n}}\) сходится как сумма бесконечно убывающей геометрической прогрессии. Следовательно, согласно признаку сравнения будет сходиться и ряд \(\displaystyle{\sum\limits_{k=1}^{n}\sin\frac{\pi}{2^n}}\).

Ответ:

ряд сходится.

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №9Ряды
Параграф №1Числовые ряды
Задача №2738