שינויים

קוד:טורים

נוספו 71 בתים, 10:58, 3 בספטמבר 2014
\subsection{מהו טור}
\underlinebegin{הגדרה:definition} תהי סדרה $\{a_n\}_{n=1}^{\infty} $ . נגדיר את הסדרה $s_k=\sum_{n=1}^k a_n=a_1+a_2+\cdots+a_n$ , אז $\sum_{n=1}^\infty a_n $ מוגדר להיות $\lim_{k\to\infty} s_k $ . במקרה כזה, $s_k$ נקראת סדרת הסכומים החלקיים של הטור (או בקיצור הסס"ח). אם הגבול הזה קיים אומרים שהטור מתכנס, ואחרת אומרים שהוא מתבדר.$\end{definition}\$begin{example}
דוגמה: הצגה עשרונית - $\sum_{n=0}^\infty \frac{a_n}{10^n} $ כש- $a_n\in\{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9\} $ . זה מתכנס משום שהסס"ח היא סדרת קושי.
\end{example}
\subsection{תכונות בסיסיות של טורים}
\underlinebegin{משפט:thm} נניח הטורים $ \sum_{n=1}^\infty a_n ,\sum_{n=1}^\infty b_n $ מתכנסים אזי $$ \sum_{n=1}^\infty \alpha a_n+\beta b_n = \alpha\sum_{n=1}^\infty a_n+\beta \sum_{n=1}^\infty b_n$ . $ \end{thm}
\underlinebegin{הוכחה:proof} ישירות מאריתמטיקה של גבולות$\\$\underlineend{מבחן קושי:proof} הטור $\sum_{n=1}^{\infty} a_n $ מתכנס אם ורק אם $\forall_{\epsilon>0}\exists_N \forall_{n>m>N}: |\sum_{k=m}^n a_k |<\epsilon $
\underlinebegin{הסבר:thm} בעצם התנאי בצד שמאל זה פשוט ההגדרה ש- $s_n$ סדרת [מבחן קושי, וכידוע סדרה היא מתכנסת אם ורק אם היא סדרת קושי.]$\\$\underline{משפט:} אם הטור $\sum_{n=1}^{\infty } a_n $ מתכנס אזי אם ורק אם$$\lim_forall_{n\to epsilon>0}\inftyexists_N \forall_{n>m>N} a_n : \left |\sum_{k= 0 m}^n a_k \right |<\epsilon $ (המשפט ההפוך לא נכון! ראינו שהטור ההרמוני מתבדר למרות שהאיבר הכללי שואף ל-0)$\end{thm}
\underlinebegin{הוכחה:proof} נראה כי בעצם התנאי בצד שמאל זה פשוט ההגדרה ש- $a_n=s_n-s_{n-1} $ ואז מאריתמטיקה של גבולותסדרת קושי, $\lim_{n\to \infty} a_n = \sum_{n=1}^\infty a_n - \sum_{n=1}^\infty a_n = 0 $$\\$דוגמה: הטור $\sum_{n=1}^\infty \frac{n+\sqrt{n}+1}{2n+3} $ מתבדר כי האיבר הכללי שואף לחצי$\\$\subsection{טורים עם איברים חיוביים}\underline{משפט:} $\sum_{n=1}^\infty a_n , \forall n: a_n\geq 0 $ מתכנס וכידוע סדרה היא מתכנסת אם ורק אם היא סדרת הסכומים החלקיים חסומה מלעיל, כלומר $קושי.\exists C \forall n : s_n\leq C $end{proof}
\underlinebegin{הוכחהthm}אם $\sum_{n=1}^\infty a_n $ מתכנס אזי $\lim_{n\to \infty} a_n = 0 $ (המשפט ההפוך לא נכון! ראינו שהטור ההרמוני מתבדר למרות שהאיבר הכללי שואף ל-0)\end{thm} \begin{proof}נראה כי $a_n=s_n-s_{n-1} $ ואז מאריתמטיקה של גבולות, $\lim_{n\to \infty} a_n = \sum_{n=1}^\infty a_n - \sum_{n=1}^\infty a_n = 0 $\end{proof}\begin{example}הטור $\sum_{n=1}^\infty \frac{n+\sqrt{n}+1}{2n+3} $ מתבדר כי האיבר הכללי שואף לחצי\end{example}\subsection{טורים עם איברים חיוביים}\begin{thm}$\sum_{n=1}^\infty a_n , \forall n:a_n\geq 0 $ מתכנס אם ורק אם סדרת הסכומים החלקיים חסומה מלעיל, כלומר $\exists C \forall n : s_n\leq C $\end{thm}\begin{proof} נשים לב שהסס"ח היא סדרה מונוטונית עולה במקרה שכל איברי הטור חיוביים ולכן מתכנסת ל- $\sup$ שלה. אם היא חסומה מלעיל אז הסופרימום ממשי ואז הטור מתכנס, בעוד שאם היא לא חסומה זה אומר ששואפת לאינסוף ולכן הטור מתבדר.\end{proof}
307
עריכות