Решение заданий типа 141-150
Найти область сходимости степенного ряда .
Решение. Данный ряд является обобщенным степенным рядом вида , где коэффициент , .
Областью сходимости степенного ряда с точностью до границ, является интервал с центром в точке и радиусом , где R – радиус сходимости степенного ряда определяется по формуле . Сходимость ряда на концах интервала при и необходимо исследовать отдельно. В нашем примере
, тогда .
Вычислим радиус сходимости =
= = = = .
Тогда интервал сходимости имеет вид или .
Исследуем сходимость степенного ряда на концах интервала. Пусть , тогда подставив это значение в степенной ряд, получим числовой ряд или, преобразовав его, имеем ряд . Мы получили числовой знакочередующийся ряд, который исследуется признаком Лейбница.
Согласно признаку Лейбница, если в знакочередующемся ряде выполняются два условия: 1) члены ряда с возрастанием номера , убывают по абсолютной величине; 2) предел абсолютной величины общего члена ряда равен нулю при , то такой ряд является сходящимся.
Проверим выполнимость условий Лейбница в нашем примере:
1) , , , , …, , , …
Очевидно, что члены ряда по абсолютной величине убывают:
> > > > …> > > …
2) .
Оба условия признака Лейбница выполняется, следовательно, при степенной ряд сходится.
Пусть , тогда данный степенной ряд станет числовым знакоположительным рядом =. .
К исследованию этого ряда на сходимость применим признак сравнения с рядом Дирихле , который сходится, если и расходится если .
Для нашего примера используем ряд = , здесь , значит, данный ряд расходится.
Сравнение выполним посредством вычисления предела = = = = = , так как предел получился отличным от 0 и , значит, исследуемый ряд ведет себя также, как и тот ряд, с которым проводилось сравнение , т.е. в нашем случае расходится, а это означает, что при степенной ряд расходится. Итак, область сходимости данного степенного ряда: .
Решение задания типа 151-160.
Производится залп из трех орудий. Вероятность попадания в цель первым орудием равна 0,9, вторым – 0,85, третьим – 0,95. Какова вероятность 1) хотя бы одного попадания в цель; 2) ровно двух попаданий.
Решение. Обозначим события . Из условия задачи вероятности этих событий равны . Соответственно, вероятности противоположных событий равны ; ; .
1) Требуется найти вероятность события . Противоположное событие .
Так как события независимы, то применима теорема умножения вероятностей: .
Известно, что . Отсюда .
2). Событие в алгебре событий с помощью событий можно записать как . Так как события и независимы и несовместны, то по теоремам сложения и умножения вероятностей получим
= =
.