AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1795

Условие

Определить область сходимости ряда \(\displaystyle{\sum\limits_{n=0}^{\infty}x^n}\).

Решение

В принципе, можно сразу заметить, что данный ряд представляет собой сумму геометрической прогрессии с первым членом \(\displaystyle{b_1=1}\) и знаменателем \(\displaystyle{q=x}\). Соответственно, ряд сходится, если \(\displaystyle{|x|\lt{1}}\).

Или же можно отметить, что это степенной ряд, для которого \(\displaystyle{a_n=a_{n+1}=1}\). Радиус сходимости, соответственно, будет таким:

\[ R=\lim_{n\to\infty}\left|\frac{a_n}{a_{n+1}}\right| =1. \]

Интервал сходимости: \(\displaystyle{-1\lt{x}\lt{1}}\).

На концах интервала сходимости имеем ряды \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}1}\) и \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}(-1)^n}\). Оба данных ряда расходится вследствие невыполнения необходимого условия сходимости.

Следовательно, область сходимости будет такой: \(\displaystyle{-1\lt{x}\lt{1}}\).

Ответ:

\(\displaystyle{-1\lt{x}\lt{1}}\)

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №9Ряды
Параграф №2Функциональные ряды
Задача №2802