Serier. egentligen är ett gränsvärde, inte en summa: s n, där s n =

Relevanta dokument
SF1625 Envariabelanalys

TATA42: Föreläsning 5 Serier ( generaliserade summor )

gränsvärde existerar, vilket förefaller vara en naturlig definition (jämför med de generaliserade integralerna). I exemplet ovan ser vi att 3 = 3 n n

Funktionsserier och potensserier. som gränsvärdet av partialsummorna s n (x) =

Numeriska serier Definition av konvergens J amf orelsesatser Vad skall vi j amf ora med? Absolutkonvergens Leibniz kriterium Dagens amnen 1 / 19

TATA42: Föreläsning 10 Serier ( generaliserade summor )

Om konvergens av serier

12. Numeriska serier NUMERISKA SERIER

TATA42: Föreläsning 6 Potensserier

Tillämpningar av integraler: Area, skivformeln för volymberäkning, båglängd, rotationsarea, integraler och summor

Tentamen i Envariabelanalys 2

1 Föreläsning 14, följder och serier

Dagens ämnen. Potensserier

Lösningar till MVE016 Matematisk analys i en variabel för I yy 1 + y 2 = x.

Instuderingsfrågor i Funktionsteori

Oändligtdimensionella vektorrum

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Generaliserade integraler. Definitionen. J amf orelsesatser. Vad skall vi j amf ora med? Absolutkonvergens Dagens amnen 1 / 10

a k . Serien, som formellt är följden av delsummor

Besökstider: ca och 17.00

Lösningsförslag till TATA42-tentan

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A. e x2 /4 2) = 2) =

Generaliserade integraler. Definitionen. J amf orelsesatser. Vad skall vi j amf ora med? Absolutkonvergens Dagens amnen 1 / 12

Lösningar till Matematisk analys 4,

Meningslöst nonsens. November 19, 2014

BEGREPPSMÄSSIGA PROBLEM

5B1147. Envariabelanalys. MATLAB Laboration. Laboration 1. Gränsvärden och Summor

Lösningsmetodik för FMAF01: Funktionsteori

Läsanvisningar till kapitel

Prov i matematik Distans, Matematik A Analys UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen

RIEMANNSUMMOR. Den bestämda integralen definieras med hjälp av Riemannsummor. Låt vara en begränsad funktion,, reella tal och. lim.

TNA004 Analys II Tentamen Lösningsskisser

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Institutionen för Matematik, KTH Lösningar till tentamen i Analys i en variabel för I och K (SF1644) 1/ e x h. (sin x) 2 1 cos x.

M0038M Differentialkalkyl, Lekt 15, H15

Repetitionsfrågor i Flervariabelanalys, Ht 2009

Material till kursen SF1679, Diskret matematik: Lite om kedjebråk. 0. Inledning

k=0 kzk? (0.2) 2. Bestäm alla holomorfa funktioner f(z) = f(x + iy) = u(x, y) + iv(x, y) sådana att u(x, y) = x 2 2xy y 2. 1 t, 0 t 1, f(t) =

MER TOPOLOGI OCH KONVERGENS

ÖVN 6 - DIFFERENTIALEKVATIONER OCH TRANSFORMMETODER - SF Nyckelord och innehåll. a n (x x 0 ) n.

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

Anteckningar för kursen "Analys i en Variabel"

Kontinuerliga funktioner. Ytterligare en ekvivalent formulering av supremumaxiomet

ANDREAS REJBRAND Matematik Numeriska serier. Andreas Rejbrand, april /29

Lösningsförslag till tentan i 5B1115 Matematik 1 för B, BIO, E, IT, K, M, ME, Media och T,

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson, Sebastian Pöder

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Kursens Kortfrågor med Svar SF1602 Di. Int.

Matematisk kommunikation för Π Problemsamling

Kryssproblem (redovisningsuppgifter).

Skrivtid: Lösningar ska åtföljas av förklarande text. Hjälpmedel: formelsamling och manuella skrivdon. 1. Lös ekvationen z 4 = 16i.

Läsanvisningar till kapitel 4

ENDIMENSIONELL ANALYS B1 FÖRELÄSNING XII. Föreläsning XII. Mikael P. Sundqvist

Fixpunktsiteration. Kapitel Fixpunktsekvation. 1. f(x) = x = g(x).

Lösningsförslag, Tentamen, Differentialekvationer och transformer II, del 2, för CTFYS2 och CMEDT3, SF1629, den 9 juni 2011, kl.

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 12 januari 2015

MVE500, TKSAM Avgör om talserierna är konvergenta eller divergenta (fullständig motivering krävs). (6p) 2 n. n n (a) n 2.

SF1625 Envariabelanalys

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Anteckningar för kursen "Analys i en Variabel"

Lösningar till tentamen i kursen Envariabelanalys

+ 5a 16b b 5 då a = 1 2 och b = 1 3. n = 0 där n = 1, 2, 3,. 2 + ( 1)n n

Fourierserier: att bryta ner periodiska förlopp

Svar till vissa uppgifter från första veckan.

Kontinuitet och gränsvärden

Föreläsning 1. X kallas för funktionens definitionsmängd, mängden av funktionens alla värden kallas funktionens värdemängd.

Konvergens och Kontinuitet

Mer om reella tal och kontinuitet

Institutionen för matematiska vetenskaper Chalmers tekniska högskola. Skissartade lösningsförslag till tentamen TMA976.

Prov i matematik Distans, Matematik A Analys UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen

Enklare matematiska uppgifter

LMA515 Matematik, del B Sammanställning av lärmål

Lektioner Datum Lokal Grupp 1 Grupp 2 Grupp 3 Grupp 4 Avsnitt

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Jonny Lindström MVE475 Inledande Matematisk Analys

DERIVATA. = lim. x n 2 h h n. 2

Bisektionsalgoritmen. Kapitel Kvadratroten ur 2

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A. e 50k = k = ln 1 2. k = ln = ln 2

TATA 57/TATA80 18 augusti Lösningar 1) Lösning 1: Z-transformering av ekvationen (med hänsyn tagen till begynnelsevillkoren) ger.

Fourieranalys. Anders Holst

SAMMANFATTNING TATA41 ENVARIABELANALYS 1

Matematisk kommunikation för Π Problemsamling

Repetitionsuppgifter

Mer om generaliserad integral

Lösningar till tentamen i Transformmetoder okt 2007

4. Bestäm arean av det begränsade område som precis innesluts av kurvorna. och y = x 2. h(x) = e 2x 3,

Transformer och differentialekvationer (MVE100)

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Milo Viviani MVE500, TKSAM-2

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Lördagen den 11 januari, 2014

ALA-a Innehåll RÄKNEÖVNING VECKA 7. 1 Lite teori Kapitel Kapitel Kapitel Kapitel 14...

SF1600, Differential- och integralkalkyl I, del 1. Tentamen, den 9 mars Lösningsförslag. f(x) = x x

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Christoffer Standar LMA033a Matematik BI

Lösningar till MVE017 Matematisk analys i en variabel för I x 3x y = x. 3x2 + 4.

TAMS79: Föreläsning 10 Markovkedjor

med angivande av definitionsmängd, asymptoter och lokala extrempunkter. x 2 e x =

Numerisk Analys, MMG410. Lecture 10. 1/17

6. Samband mellan derivata och monotonitet

Analys 360 En webbaserad analyskurs Analysens grunder. Om de reella talen. MatematikCentrum LTH

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen

Tentamen, SF1629, Differentialekvationer och Transformer II (del 2) 11 april 2017 kl. 8:00-13:00

Tentamen i matematik. f(x) = 1 + e x.

Transkript:

Serier Serier eller oändliga summor har flyktigt behandlats redan i tidigare kurser. Vi ska nu gå igenom teorin på ett lite mer systematiskt sätt. I många fall spelar det ingen roll om termerna a k är reella eller komplexa tal. Först en repetition av de grundläggande definitionerna. Låt oss först konstatera att en serie a k = a + a 2 + a 3 +... egentligen är ett gränsvärde, inte en summa: Definition. a k = lim n s n, där s n = n a k. s n kallas för partialsumman av ordning n. Beroende på om gränsvärdet existerar eller ej kallas serien konvergent eller divergent. Ex. 2 k, Ex 2. 2 k, Ex 3. k(k+).

Ex 4. Även serien k2 kan beräknas, men detta är betydligt svårare än i ovanstående exempel. En metod bygger på att använda Fourierserier: Funktionerna { 2π sin kx} kan betraktas som en ON-bas på C[0, π]. Pythagoras sats tillämpad på vektorn f(x) = x ger att seriens summa är π 2 /6. Att beräkna serier exakt är inte möjligt annat än i specialfall. Det viktigaste problemet i teorin är därför i stället att avgöra om en serie konvergerar eller inte. Ett första nödvändigt villkor för konvergens fås ur följande SATS. a k konvergent lim k a k = 0. Ex 5. Serien (2k)! 2 k är divergent. (k!) 2 Å andra sidan finns det gott om serier där termerna går mot 0 men som divergerar, varför vi behöver effektivare hjälpmedel. De bästa kriterierna gäller för positiva serier.

SATS (Jämförelsekriterium I.). Låt 0 a k b k.. b k konvergent a k konvergent. 2. a k divergent b k divergent. SATS (Jämförelsekriterium II.). Låt 0 a k, b k. Antag att lim k a k /b k = A, där 0 < A <. Då är a k konvergent b k konvergent. Ex 6. k+ln k, Ex 8. k+ln k k 2 +, Ex 7. ln k k 2. Ex 9. ( 2 sin k sin 2 k ). En tredje mycket användbar sats, som bygger på att integraler är lättare att beräkna än summor, är SATS (Cauchys integralkriterium). Låt f(x) vara positiv och avtagande på [, [. Då gäller f(k) konvergent f(x) dx konvergent. Ex 0. k=2 k ln k. Ex. k 2 +.

Ex 2. k α är konvergent α >. Observera att grundidén i alla tre satserna är densamma: För en positiv serie är följden av partialsummor en växande följd. För att visa att den konvergerar räcker det därför (enligt monotona konvergenssatsen) att visa att den är uppåt begränsad. Vad gör vi då om den serie som vi studerar inte är positiv? I många fall kan frågan om konvergens återföras på det positiva fallet: SATS. (Även för komplexa serier.) a k konvergent a k konvergent. Ex 3. ( ) k k 2. Ex 4. e ik +k 2. En serie med egenskapen att a k konvergerar kallas absolutkonvergent. En serie som konvergerar utan att vara absolutkonvergent kallas betingat konvergent. För sådana serier kan de märkligaste ting inträffa:

SATS. Givet ett tal c R (eller c = ± ) och en betingat konvergent serie, så finns en omordning av serien som konvergerar mot c. Exempel på betingad konvergens fås m h a Leibniz kriterium för alternerande serier: Låt {a k } vara en positiv avtagande följd som går mot 0. Då är ( ) k a k konvergent. Ex 5. Serien ( ) k k är betingat konvergent. Vi avslutar med ytterligare två kriterier som bygger på jämförelse med geometriska serier: Cauchys rotkriterium. Antag A < a k absolutkonvergent. A > a k divergent. lim a k /k =A: k a d Alemberts kvotkriterium. Om lim k+ =A: k a k A < a k absolutkonvergent, A > a k divergent. Ex 6. ( k ) k 2. Ex 7. (k!) 2 (2k)!.