Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Ноября 2010 в 10:31, реферат
Решение задачи, представленной в математических терминах, например, в виде комбинации различных функций, их производных и интегралов, нужно уметь “довести до числа”, которое чаще всего и служит окончательным ответом. Для этого в различных разделах математики выработаны различные методы.
Раздел математики, позволяющий решить любую корректно поставленную задачу с достаточной для практического использования точностью, называется теорией рядов.
Даже если некоторые тонкие понятия математического анализа появились вне связи с теорией рядов, они немедленно применялись к рядам, которые служили как бы инструментом для испытания значимости этих понятий.
Целью данной работы ознакомиться с основными теоретическими сведениями о теории рядов, рассмотреть вопросы использования рядов для приближенного вычисления.
Введение 2
1 Ряд, его сходимость и расходимость, необходимый признак сходимости, свойства рядов 3
1.1 Ряд, его сходимость и расходимость 3
1.2 Необходимый признак сходимости рядов 4
1.3 Свойства рядов 5
2 Признак Лейбница сходимости знакочередующихся рядов 8
3 Признаки сходимости рядов с положительными числами 10
4 Степенной ряд и его область сходимости 14
5 Ряды Тейлора и Маклорена, разложение элементарных функций в ряд Маклорена 16
6 Приложение рядов к приближенным вычислениям 20
Заключение 27
Список литературы 28
Это равенство и используется для вычисления логарифмов от натуральных чисел. Например, полагая х = 1/3, получаем
где ряд справа сходится даже быстрее геометрической прогрессии.
Для вычисления ln2 с точностью до 10-5 достаточно взять пять слагаемых ряда (6):
ln2 ≈ 0,693146
(каждое слагаемое ряда вычисляем с шестью знаками после запятой).
Вообще, полагая
m – натуральное число, получим
Полагая последовательно т=2, 3, .... найдем ln 3, ln 4. Ряд справа в (7) сходится очень быстро.
Вычисление корней. Ряд Тейлора для функции f(х) = (1 + x)α выглядит следующим образом.
Ряд (8) называют биномиальным. Известно, что ряд (8) при х = ±1 не всегда сходится, а если сходится, то медленно.
Поэтому, если, например, надо вычислить , то не рационально воспользоваться формулой (8) при х=1, α = 1/2. Но вот как можно поступить. Обычно преобразуют подкоренное выражение так, чтобы оно мало отличалось от единицы:
или
Нахождение чисел 25 и 49 можно производить так: выписываем квадраты натуральных чисел
1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, ..., (10)
затем выписываем ряд чисел, получаемых из (10) умножением на подкоренное выражение, в данном случае на два:
2, 8, 18, 32, 50, 72, 98, 128,.... (11)
В строках (10) и (11) ищем числа таким образом, чтобы их отношение было близким к единице. Среди выписанных чисел это и будут числа 49 и 50=2·25.
Если эти строки продолжить, то можно найти еще близкие числа 289 и 288, т. е.
Теперь уже можно использовать ряд (8). Например, в силу (12), при х=1/288 получаем
Ряд справа в (13) сходится очень быстро. Кроме того, он знакочередующийся, т. е. остаток ряда меньше модуля первого члена этого остатка.
Запишем ряд (13) в развернутом виде:
Третий член ряда (14) меньше 8·10-6<10-5, поэтому
с точными четырьмя знаками.
Отметим, что вычисление , исходя из (9), очень удобно, так как в знаменателе мы сразу получаем степени 10. Если взять три первых слагаемых этого ряда, то ≈ 1,41421.
Пример 1. Вычислить с точностью до 0,01. Выпишем кубы натуральных чисел
1, 8, 27, 64,125, 216, …,
и ряд этих чисел, умноженных на 5,
5, 40,135, 320, 625, 1080,…,
Отсюда
третий член ряда
поэтому
с точностью
до 0,01[4].
Решения
сложных математических задач редко
удается представить в точном
виде посредством формул. Однако в
большинстве случаев эти