חזור לתיקייה: וובוורקים

וובוורק 5

חיפוש בתיקיה
Ctrl K
לחץ כאן או הקש Ctrl K כדי לחפש בכל התיקיה
  • כללי

וובוורק 5

01040032

חשבון אינפיניטסימלי 2מ'

רשימות הרצאה לקריאה בשבת

וובוורק 5

הופק מתוך תקיית התואר של שקד

uni-folder.vercel.app

תרגיל (1 [א])

כדי לבדוק התכנסות/התבדרות הטור ∑8n2+1\displaystyle \sum \frac{8}{n^2+1}∑n2+18​ ניתן להשוות עם הטור:

  1. הטור 1n2\frac{1}{n^2}n21​
  2. הטור 8n2\frac{8}{n^2}n28​
  3. הטור 16n3+1\frac{16}{n^3+1}n3+116​
  4. הטור 800n\frac{800}{n}n800​

נבצע את המבחן ההשוואה עם 8n2\frac{8}{n^2}n28​ שכן 8n2+1<8n2\frac{8}{n^2+1}< \frac{8}{n^2}n2+18​<n28​.
הטור 8n2\frac{8}{n^2}n28​ מתכנס לפי מסקנה ולכן, הטור בשאלה גם כן מתכנס.

תרגיל (1 [ב])

כדי לבדוק את התכנסות/התבדרות הטור ∑1n+18\displaystyle \sum \frac{1}{\sqrt[8]{ n+1 }}∑8n+1​1​ ניתן להשוות עם הטור
א. 1n\frac{1}{n}n1​
ב. 1n\frac{1}{\sqrt{ n }}n​1​
ג. 12n8\frac{1}{\sqrt[8]{ 2n }}82n​1​
ד. כל האפשרויות הנ"ל נכונות
ה. כל האפשרויות הקודמות לא נכונות.

את מבחן ההשוואה נוכל לבצע עם כל פונקציה קטנה מהפונקציה בטור.
לכן, כל האפשרויות נכונות היא התשובה הנכונה.
הטור מתבדר שכן 1n\frac{1}{n}n1​ מתבדר לפי מסקנה.

תרגיל (2 [א])

∑an=∑sin⁡(8n2)\sum a_{n}=\sum \sin\left( \frac{8}{n^2} \right)∑an​=∑sin(n28​)

ניתן לבדוק התנסות ע"י השוואה עם הטור ∑bn\sum b_{n}∑bn​ כאשר
א. bn=1n4b_{n}=\frac{1}{n^4}bn​=n41​
ב. bn=1nb_{n}=\frac{1}{n}bn​=n1​
ג. bn=1n2b_{n}=\frac{1}{n^2}bn​=n21​
ד. bn=1n3b_{n}=\frac{1}{n^3}bn​=n31​
ה. אף תשובה לא מתאימה.

נבחר bn=1n2b_{n}=\frac{1}{n^2}bn​=n21​ ואז:

lim⁡n→∞anbn=lim⁡n→∞sin⁡(8n2)1n2=8lim⁡n→∞sin⁡(8n2)8n2=8\lim_{ n \to \infty } \frac{a_{n}}{b_{n}}=\lim_{ n \to \infty } \frac{\sin\left( \frac{8}{n^2} \right)}{\frac{1}{n^2}}=8\lim_{ n \to \infty } \frac{\sin\left( \frac{8}{n^2} \right)}{\frac{8}{n^2}}= 8n→∞lim​bn​an​​=n→∞lim​n21​sin(n28​)​=8n→∞lim​n28​sin(n28​)​=8

מכאן נובע כי הטור מתכנס(שכן הטור ∑1n2\sum \frac{1}{n^2}∑n21​ מתכנס לפי מסקנה)

תרגיל (2 [ב])

∑an=∑n7n2−1\sum a_{n}=\sum \frac{n}{7n^2-1}∑an​=∑7n2−1n​

ניתן לבדוק התכנסות ע"י השוואה עם הטור ∑bn\sum b_{n}∑bn​ כאשר
א. bn=1n4b_{n}=\frac{1}{n^4}bn​=n41​
ב. bn=1nb_{n}=\frac{1}{n}bn​=n1​
ג. bn=1n3b_{n}=\frac{1}{n^3}bn​=n31​
ד. bn=1n2b_{n}=\frac{1}{n^2}bn​=n21​
ה. אף תשובה לא מתאימה.

נבחר את הסדרה bn=1nb_{n}=\frac{1}{n}bn​=n1​ ואז:

lim⁡n→∞anbn=lim⁡n→∞n7n2−11n=lim⁡n→∞n27n2−1=lim⁡n→∞(7−1n2)−1=7−1=17\lim_{ n \to \infty } \frac{a_{n}}{b_{n}}=\lim_{ n \to \infty } \frac{\frac{n}{7n^2-1}}{\frac{1}{n}}=\lim_{ n \to \infty } \frac{n^2}{7n^2-1}=\lim_{ n \to \infty } \left( 7-\frac{1}{n^2} \right)^{-1}=7^{-1}=\frac{1}{7}n→∞lim​bn​an​​=n→∞lim​n1​7n2−1n​​=n→∞lim​7n2−1n2​=n→∞lim​(7−n21​)−1=7−1=71​

לכן, הטור מתבדר שכן 1n\frac{1}{n}n1​ מתבדר לפי מסקנה.

תרגיל (3)

א. נבדוק את התכנסות/התבדרות הטור ∑an=∑2nn!\sum a_{n}=\sum \frac{2^n}{n!}∑an​=∑n!2n​.
ב. נבדוק את התכנסות/התבדרות הטור ∑an=∑(7n)nn!\sum a_{n}=\sum \frac{(7n)^n}{n!}∑an​=∑n!(7n)n​.
ג. נבדוק את התכנסות/התבדרות הטור ∑an=∑5n4+1\sum a_{n}=\sum \frac{5}{n^4+1}∑an​=∑n4+15​.

פתרון א':

lim⁡n→∞2n+1(n+1)!2nn!=lim⁡n→∞2n+1=0\lim_{ n \to \infty } \frac{\frac{2^{n+1}}{(n+1)!}}{\frac{2^n}{n!}}=\lim_{ n \to \infty } \frac{2}{n+1}= 0n→∞lim​n!2n​(n+1)!2n+1​​=n→∞lim​n+12​=0

לכן, הטור מתכנס

פתרון ב':

lim⁡n→∞(7n+7)n+1(n+1)!(7n)nn!=lim⁡n→∞7n+1(n+1)n(7n)n=lim⁡n→∞7(1+1n)n=7e\lim_{ n \to \infty } \frac{\frac{(7n+7)^{n+1}}{(n+1)!}}{\frac{(7n)^n}{n!}}=\lim_{ n \to \infty } \frac{7^{n+1}(n+1)^{n}}{(7n)^n}=\lim_{ n \to \infty } 7\left( 1+\frac{1}{n} \right)^n=7en→∞lim​n!(7n)n​(n+1)!(7n+7)n+1​​=n→∞lim​(7n)n7n+1(n+1)n​=n→∞lim​7(1+n1​)n=7e

לכן, הטור מתבדר.

פתרון ג':

lim⁡n→∞5(n+1)4+15n4+1=lim⁡n→∞n4+1(n+1)4+1=lim⁡n→∞4n34(n+1)3=lim⁡n→∞3n23(n+1)2=lim⁡n→∞2n2n+2=lim⁡n→∞22=1\lim_{ n \to \infty } \frac{\frac{5}{(n+1)^4+1}}{\frac{5}{n^4+1}}=\lim_{ n \to \infty } \frac{n^4+1}{(n+1)^4+1}=\lim_{ n \to \infty } \frac{4n^3}{4(n+1)^3}=\lim_{ n \to \infty } \frac{3n^2}{3(n+1)^2}=\lim_{ n \to \infty } \frac{2n}{2n+2}=\lim_{ n \to \infty } \frac{2}{2}=1n→∞lim​n4+15​(n+1)4+15​​=n→∞lim​(n+1)4+1n4+1​=n→∞lim​4(n+1)34n3​=n→∞lim​3(n+1)23n2​=n→∞lim​2n+22n​=n→∞lim​22​=1

לא ניתן לדעת לפי מבחן המנה בלבד.

תרגיל (4)

א. נבדוק את התכנסות/התבדרות הטור ∑an=∑12n7+1\sum a_{n}=\sum \frac{1}{2n^7+1}∑an​=∑2n7+11​
ב. נבדוק את התכנסות/התבדרות הטור ∑an=∑(4n)n\sum a_n=\sum \left( \frac{4}{n} \right)^n∑an​=∑(n4​)n
ג. נבדוק את התכנסות/התבדרות הטור ∑an=∑n3+4n3n\sum a_{n}=\sum \frac{n^3+4n}{3^n}∑an​=∑3nn3+4n​
ד. נבדוק את התכנסות/התבדרות הטור ∑an=∑(6n+15n)n\sum a_{n}=\sum \left( \frac{6n+1}{5n} \right)^n∑an​=∑(5n6n+1​)n

פתרון א':

lim⁡n→∞12n7+1n=lim⁡n→∞12n7+1n=11=1\lim_{ n \to \infty } \sqrt[n]{ \frac{1}{2n^7+1} }=\lim_{ n \to \infty } \frac{1}{\sqrt[n]{ 2n^7+1 }}=\frac{1}{1}=1n→∞lim​n2n7+11​​=n→∞lim​n2n7+1​1​=11​=1

לכן, לא ניתן לדעת לפי מבחן השורש.

פתרון ב':

lim⁡n→∞(4n)nn=lim⁡n→∞4n=0\lim_{ n \to \infty } \sqrt[n]{ \left( \frac{4}{n} \right)^n }=\lim_{ n \to \infty } \frac{4}{n}=0n→∞lim​n(n4​)n​=n→∞lim​n4​=0

לכן, לפי מבחן השורש, הטור מתכנס.

פתרון ג':

lim⁡n→∞n3+4n3nn=lim⁡n→∞nn2+43nn=lim⁡n→∞nnn2+4n3=13lim⁡n→∞n2+4n=13\lim_{ n \to \infty } \sqrt[n]{ \frac{n^3+4n}{3^n} }=\lim_{ n \to \infty } \sqrt[n]{ n \frac{n^2+4}{3^n} }=\lim_{ n \to \infty } \frac{\sqrt[n]{ n }\sqrt[n]{ n^2+4 }}{3}=\frac{1}{3}\lim_{ n \to \infty } \sqrt[n]{ n^2+4 }=\frac{1}{3}n→∞lim​n3nn3+4n​​=n→∞lim​nn3nn2+4​​=n→∞lim​3nn​nn2+4​​=31​n→∞lim​nn2+4​=31​

לכן, לפי מבחן השורש, הטור מתכנס.

פתרון ד':

lim⁡n→∞(6n+15n)nn=lim⁡n→∞6n+15n=lim⁡n→∞65+15n=65+lim⁡n→∞15n=65\lim_{ n \to \infty } \sqrt[n]{ \left( \frac{6n+1}{5n} \right)^n }=\lim_{ n \to \infty } \frac{6n+1}{5n}=\lim_{ n \to \infty } \frac{6}{5}+\frac{1}{5n}=\frac{6}{5}+\lim_{ n \to \infty } \frac{1}{5n}=\frac{6}{5}n→∞lim​n(5n6n+1​)n​=n→∞lim​5n6n+1​=n→∞lim​56​+5n1​=56​+n→∞lim​5n1​=56​

לכן, לפי מבחן השורש, הטור מתבדר.

תרגיל (5)

א. נבדוק את התכנסות/התבדרות הטור ∑1n\sum \frac{1}{n}∑n1​
ב. נבדוק את התכנסות/התבדרות הטור ∑1n1.07\sum \frac{1}{n^{1.07}}∑n1.071​

פתרון א':
הפונקציה f(x)=1xf(x)=\frac{1}{x}f(x)=x1​ חיובית ויורדת בתחום x≥1x\geq 1x≥1.
לפי מסקנה, האינטגרל ∫f(x)dx\int f(x)dx∫f(x)dx מתבדר ל-∞\infty∞ ולכן, לפי מבחן האינטגרל, הטור מתבדר.

פתרון ב':
הפונקציה f(x)=1x1.07f(x)=\frac{1}{x^{1.07}}f(x)=x1.071​ חיובית ויורדת בתחום x≥1x\geq 1x≥1.
לפי מסקנה, האינטגרל ∫f(x)dx\int f(x)dx∫f(x)dx מתכנס ל-11.07−1\frac{1}{1.07-1}1.07−11​ ולכן גם הטור מתכנס.

תרגיל (6)

לכל טור יש לקבוע אם הוא מתכנס או מתבדר:

1.  ∑n=2∞1ln⁡n2.  ∑n=1∞(n!)n2n23.  ∑n=1∞n2n2+44.  ∑n=1∞(1n−ln⁡(1+1n))5.  ∑n=1∞(1−cos⁡(πn))\begin{align*} 1.\; & \sum_{n=2}^\infty \frac{1}{\ln n} \\ 2.\; & \sum_{n=1}^\infty \frac{(n!)^n}{2^{n^2}} \\ 3.\; & \sum_{n=1}^\infty \frac{\sqrt[2]{ n }}{n^2+4} \\ 4.\; & \sum_{n=1}^\infty \left( \frac{1}{n}-\ln\left( 1+\frac{1}{n} \right) \right) \\ 5.\; & \sum_{n=1}^\infty \left( 1-\cos\left( \frac{\pi}{\sqrt{ n }} \right) \right) \end{align*}1.2.3.4.5.​n=2∑∞​lnn1​n=1∑∞​2n2(n!)n​n=1∑∞​n2+42n​​n=1∑∞​(n1​−ln(1+n1​))n=1∑∞​(1−cos(n​π​))​

פתרון א':
נשתמש במבחן האינטגרל עם הפונקציה f(x)=1ln⁡xf(x)=\frac{1}{\ln x}f(x)=lnx1​ בקטע [1,∞)[1,\infty)[1,∞) ואז יתקיים:

∫1∞1ln⁡xdx=lim⁡ε→0+∫1+ε21ln⁡xdx+∫2∞1ln⁡xdx\int_{1}^\infty \frac{1}{\ln x}dx=\lim_{ \epsilon \to 0^+ } \int_{1+\epsilon}^{2} \frac{1}{\ln x}dx+ \int_{2}^\infty \frac{1}{\ln x}dx1∫∞​lnx1​dx=ε→0+lim​1+ε∫2​lnx1​dx+2∫∞​lnx1​dx

נשים לב כי ln⁡x>x\ln x > xlnx>x ולכן 1ln⁡x<1x\frac{1}{\ln x}< \frac{1}{x}lnx1​<x1​. בנוסף, לפי מסקנה ∫1∞1x\displaystyle \int_{1}^\infty \frac{1}{x}1∫∞​x1​ מתבדר ולכן ∫2∞1x\displaystyle \int_{2}^\infty \frac{1}{x}2∫∞​x1​ מתבדר. לכן, לפי מבחן ההשוואה לפונקציות אי שלילות מתקיים ∫2∞1ln⁡x\displaystyle \int_{2}^\infty \frac{1}{\ln x}2∫∞​lnx1​ מתבדר.
לכן, ∫1∞1ln⁡xdx\displaystyle \int_{1}^\infty \frac{1}{\ln x}dx1∫∞​lnx1​dx מתבדר ולכן, לפי מבחן האינטגרל ∑2∞1ln⁡n\displaystyle \sum_{2}^\infty \frac{1}{\ln n}2∑∞​lnn1​ מתבדר.

פתרון ב':

lim⁡n→∞((n+1)!)n+12(n+1)2(n!)n2n2=lim⁡n→∞(n+1)n+1(n!)n+122n+1(n!)n=lim⁡n→∞(n+1)n+1n!22n+1=lim⁡n→∞(n+12)n+1n!2n=∞?\lim_{ n \to \infty } \frac{\frac{((n+1)!)^{n+1}}{2^{(n+1)^2}}}{\frac{(n!)^n}{2^{n^2}}}=\lim_{ n \to \infty } \frac{(n+1)^{n+1}(n!)^{n+1}}{2^{2n+1}(n!)^{n}}=\lim_{ n \to \infty } \frac{(n+1)^{n+1}n!}{2^{2n+1}}=\lim_{ n \to \infty } \left( \frac{n+1}{2} \right)^{n+1} \frac{n!}{2^n}=\infty ?n→∞lim​2n2(n!)n​2(n+1)2((n+1)!)n+1​​=n→∞lim​22n+1(n!)n(n+1)n+1(n!)n+1​=n→∞lim​22n+1(n+1)n+1n!​=n→∞lim​(2n+1​)n+12nn!​=∞?

ולכן, לפי מבחן המנה, הטור מתבדר.

פתרון ג':

lim⁡n→∞nn2+4n=lim⁡n→∞1n2+4=0\lim_{ n \to \infty } \sqrt[n]{ \frac{\sqrt{ n }}{n^2+4} }=\lim_{ n \to \infty } \frac{\sqrt{ 1 }}{\sqrt{ n^2+4 }}=0n→∞lim​nn2+4n​​​=n→∞lim​n2+4​1​​=0

מתקיים L<1L<1L<1 ולכן, לפי מבחן השורש, הטור מתכנס.

פתרון ד':
נביט בפונקציה: g(x)=x2−x+ln⁡(1+x)g(x)=x^2-x+\ln\left( 1+x \right)g(x)=x2−x+ln(1+x).
הפונקציה אלמנטרית ולכן גזירה. נגזור אותה לפי כללי גזירה:

g′(x)=2x−1+11+x=(2x−1)(1+x)+11+x=2x+2x2−1−x+11+x=2x2+x1+xg'(x)=2x-1+\frac{1}{1+x}=\frac{(2x-1)(1+x)+1}{1+x}=\frac{2x+2x^2-1-x+1}{1+x}=\frac{2x^2+x}{1+x}g′(x)=2x−1+1+x1​=1+x(2x−1)(1+x)+1​=1+x2x+2x2−1−x+1​=1+x2x2+x​

מתקיים g′(x)≥0g'(x)\geq0g′(x)≥0 אם ורק אם מתקיים 2x2+x>0∧1+x>02x^2+x >0 \land 1+x>02x2+x>0∧1+x>0 או 2x2+x<0∧1+x<02x^2+x< 0 \land 1+x <02x2+x<0∧1+x<0.

2x2+x<0  ⟺  x(2x+1)<0  ⟺  −12<x<02x^2+x<0 \iff x(2x+1)<0 \iff -\frac{1}{2}<x<02x2+x<0⟺x(2x+1)<0⟺−21​<x<0 1+x<0  ⟺  x<−11+x<0 \iff x<-11+x<0⟺x<−1

לכן אין זמן בו 2x2+x<0∧1+x<02x^2+x< 0 \land 1+x <02x2+x<0∧1+x<0 והאופציה היחידה שנותרה לנו היא 2x2+x≥0∧1+x≥02x^2+x \geq 0 \land 1+x\geq 02x2+x≥0∧1+x≥0 מה שמתרחש עבור x≥0∧−1<x≤−12x\geq0 \land -1<x\leq -\frac{1}{2}x≥0∧−1<x≤−21​ ובפרט עבור x≥0x\geq 0x≥0.
נגדיר x=1n,  n∈Nx=\frac{1}{n},\; n \in \mathbb{N}x=n1​,n∈N. לכן, x>0x>0x>0. בנוסף מתקיים: g(0)=0−0+ln⁡1=0g(0)=0-0+\ln1=0g(0)=0−0+ln1=0 ולכן לכל x>0x>0x>0 מתקיים g(x)≥0g(x)\geq0g(x)≥0 לפי מסקנות לגרנז' (כי ggg עולה בקטע הזה)
לכן מתקיים:

1n2−1n+ln⁡(1+1n)>0  ⟹  1n2>1n−ln⁡(1+1n)\frac{1}{n^2}-\frac{1}{n}+\ln\left( 1+\frac{1}{n} \right)>0 \implies \frac{1}{n^2}> \frac{1}{n}-\ln\left( 1+\frac{1}{n} \right)n21​−n1​+ln(1+n1​)>0⟹n21​>n1​−ln(1+n1​)

לפי מסקנה, ∑1n2\sum \frac{1}{n^2}∑n21​ מתכנס ולכן, לפי מבחן ההשוואה הגבולי, ∑1n−ln⁡(1+1n)\sum \frac{1}{n}-\ln\left( 1+\frac{1}{n} \right)∑n1​−ln(1+n1​) מתכנס!

פתרון ה':
זה cos⁡\coscos בלי ערך קבוע של המחזור ולכן הוא מתבדר ב-∞\infty∞.
לכן, האינטגרל מתבדר.

תרגיל (7)

א. הטור ∑(−1)n+1nt\sum \frac{(-1)^{n+1}}{n^t}∑nt(−1)n+1​ מתכנס בהחלט   ⟺  \iff⟺
א. t<0t<0t<0
ב. t>0t>0t>0
ג. t≥0t\geq 0t≥0
ד. t≤0t\leq 0t≤0
ה. t<1t< 1t<1
ו. t≥1t\geq 1t≥1
ז. t≤1t \leq 1t≤1
ח. t>1t> 1t>1
ט. 0≤t<10\leq t< 10≤t<1
י. 0≤t≤10\leq t \leq 10≤t≤1
יא. 0<t<10<t< 10<t<1
יב. 0<t≤10<t\leq 10<t≤1
ב. הטור ∑(−1)n+1nt\sum \frac{(-1)^{n+1}}{n^t}∑nt(−1)n+1​ מתכנס בתנאי   ⟺  \iff⟺
א. t<0t<0t<0
ב. t>0t>0t>0
ג. t≥0t\geq 0t≥0
ד. t≤0t\leq 0t≤0
ה. t<1t< 1t<1
ו. t≥1t\geq 1t≥1
ז. t≤1t \leq 1t≤1
ח. t>1t> 1t>1
ט. 0≤t<10\leq t< 10≤t<1
י. 0≤t≤10\leq t \leq 10≤t≤1
יא. 0<t<10<t< 10<t<1
יב. 0<t≤10<t\leq 10<t≤1
ג. הטור ∑(−1)n+1nt\sum \frac{(-1)^{n+1}}{n^t}∑nt(−1)n+1​ מתבדר   ⟺  \iff⟺
א. t<0t<0t<0
ב. t>0t>0t>0
ג. t≥0t\geq 0t≥0
ד. t≤0t\leq 0t≤0
ה. t<1t< 1t<1
ו. t≥1t\geq 1t≥1
ז. t≤1t \leq 1t≤1
ח. t>1t> 1t>1
ט. 0≤t<10\leq t< 10≤t<1
י. 0≤t≤10\leq t \leq 10≤t≤1
יא. 0<t<10<t< 10<t<1
יב. 0<t≤10<t\leq 10<t≤1

נביט בטור ונראה שלכל t≥0t\geq 0t≥0 הסדרה 1n\frac{1}{n}n1​ מתכנסת ל-000 ובנוסף היא מונוטונית יורדת ו-an>0a_{n}>0an​>0.
לכן עבורה מתקיים כי ∑(−1)n+1an\sum (-1)^{n+1}a_{n}∑(−1)n+1an​ מתכנס לפי מבחן לייבניץ.
אם נשים ערך מוחלט נגלה כי מתקיים בעצם ∑an\sum a_{n}∑an​ ואז זה מתכנס עבור t>1t> 1t>1. כלומר, הטור יתכנס בתנאי עבור 0<t≤10<t\leq 10<t≤1 ויתכנס בהחלט עבור t>1t> 1t>1.
הטור יתבדר עבור t≤0t\leq 0t≤0.

תרגיל (8)

נבדוק את הטורים הבאים:

  1. הטור ∑(−1)n+1n\sum \frac{(-1)^{n+1}}{\sqrt{ n }}∑n​(−1)n+1​
    א. מתכנס לפי מבחן דיריכלה כי 1n\frac{1}{\sqrt{ n }}n​1​ היא מונוטונית המתכנסת ל-000 וסדרת הסכומים החלקיים של הטור ∑(−1)n+1\sum (-1)^{n+1}∑(−1)n+1 חסומה.
    ב. מתכנס לפי מבחן דיריכלה כי 1n32\frac{1}{n^{\frac{3}{2}}}n23​1​ היא סדרה מונוטונית המתכנסת לאפס וסדרת הסכומים החלקיים של הטור ∑(−1)n+1n\sum (-1)^{n+1}n∑(−1)n+1n היא חסומה.
    ג. מתכנס לפי מבחן דיריכלה כי (−1)n+1n\frac{(-1)^{n+1}}{\sqrt{ n }}n​(−1)n+1​ היא סדרה מונוטונית המתכנסת לאפס וסדרת הסכומים החלקיים של הטור ∑1\sum 1∑1 היא חסומה.
    ד. מתכנסת לפי מבחן דיריכלה כי (−1)n+1n\frac{(-1)^{n+1}}{n}n(−1)n+1​ היא סדרה מונוטונית המתכנסת לאפס וסדרת הסכומים החלקיים של הטור ∑n\sum \sqrt{ n }∑n​ היא חסומה.
    ה. כל האפשרויות הקודמות לא נכונות.
  2. הטור ∑(−1)⌊n2⌋n\sum \frac{(-1)^{\left\lfloor \frac{n}{2} \right\rfloor}}{n}∑n(−1)⌊2n​⌋​
    א. מתכנס לפי מבחן דיריכלה כי 1n\frac{1}{n}n1​ היא סדרה מונוטונית המתכנסת ל-000 וסדרת הסכומים החלקיים של הטור ∑(−1)⌊n2⌋\sum (-1)^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor}∑(−1)⌊2n​⌋ היא חסומה.
    ב. מתכנס לפי מבחן דיריכלה כי (−1)⌊n2⌋n\frac{(-1)^{\left\lfloor \frac{n}{2} \right\rfloor}}{\sqrt{ n }}n​(−1)⌊2n​⌋​ סדרה מונוטונית המתכנסת לאפס וסדרת הסכומים החלקיים של הטור ∑1n\sum \frac{1}{\sqrt{ n }}∑n​1​ היא חסומה.
    ג. מתכנס לפי מבחן דיריכלה כי (−1)⌊n2⌋n\frac{(-1)^{\left\lfloor \frac{n}{2} \right\rfloor}}{{ n }}n(−1)⌊2n​⌋​ היא סדרה מונוטונית המתכנסת לאפס וסדרת הסכומים החלקיים של הטור ∑1\sum 1∑1 היא חסומה.
    ד. מתכנס לפי מבחן דיריכלה כי 1n2\frac{1}{n^2}n21​ היא סדרה מונוטונית המתכנסת לאפס וסדרת הסכומים החלקיים של הטור ∑n(−1)⌊n2⌋\sum n(-1)^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor}∑n(−1)⌊2n​⌋ היא חסומה.
    ה. כל האפשרויות הקודמות לא נכונות.

טור 1:
הסדרה 1n\frac{1}{\sqrt{ n }}n​1​ מונוטונית יורדת ומתכנסת ל-000(ראו תרגיל קודם) וסדרת הסכומים החלקיים של הטור ∑(−1)n+1\sum (-1)^{n+1}∑(−1)n+1 חסומה שכן היא או 111 או 000.
לכן, לפי מבחן דיריכלה, הטור מתכנס.(תשובה א' נכונה)

טור 2:
נשים לב כי זה בדיוק אותו הטור כמו בסעיף 1 ולכן גם פה התשובה היא א'.

תרגיל (9)

נבדוק את הטורים הבאים:

  1. הטור ∑(23)nnn+1\sum \left( \frac{2}{3} \right)^n \frac{n}{n+1}∑(32​)nn+1n​
    א. מתכנס לפי מבחן אבל כי n⋅2nn+1\frac{n\cdot 2^n}{n+1}n+1n⋅2n​ היא סדרה מונוטונית וחסומה והטור ∑(13)n\sum (\frac{1}{3})^n∑(31​)n מתכנס.
    ב. מתכנס לפי מבחן אבל כי nnn היא סדרה מונוטונית וחסומה והטור ∑(23)n1n+1\sum \left( \frac{2}{3} \right)^n \frac{1}{n+1}∑(32​)nn+11​ מתכנס.
    ג. מתכנס לפי מבחן אבל כי nn+1\frac{n}{n+1}n+1n​ היא סדרה מונוטונית וחסומה והטור ∑(23)n\sum \left( \frac{2}{3} \right)^n∑(32​)n מתכנס.
    ד. מתכנס לפי מבחן אבל כי n(n+1)⋅3n\frac{n}{(n+1)\cdot 3^n}(n+1)⋅3nn​ היא סדרה מונוטונית וחסומה והטור ∑2n\sum 2^n∑2n מתכנס.
    ה. כל האפשרויות הקודמות לא נכונות.
  2. הטור ∑(32)n13n−1\sum \left( \frac{3}{2} \right)^n \frac{1}{3^n-1}∑(23​)n3n−11​
    א. מתכנס לפי מבן אבל כי 3n2n\frac{3^n}{2^n}2n3n​ היא סדרה מונוטונית וחסומה והטור ∑13n−1\sum \frac{1}{3^n-1}∑3n−11​ מתכנס.
    ב. מתכנס לפי מבחן אבל כי 12n\frac{1}{2^n}2n1​ היא סדרה מונוטונית וחסומה והטור ∑3n3n−1\sum \frac{3^n}{3^n-1}∑3n−13n​ מתכנס.
    ג. מתכנס לפי מבחן אבל כי 3n3n−1\frac{3^n}{3^n-1}3n−13n​ היא סדרה מונוטונית וחסומה והטור ∑12n\sum \frac{1}{2^n}∑2n1​ מתכנס.
    ד. מתכנס לפי מבחן אבל כי 13n−1\frac{1}{3^n-1}3n−11​ היא סדרה מונוטונית וחסומה והטור ∑3n2n\sum \frac{3^n}{2^n}∑2n3n​ מתכנס.
    ה. כל האפשרויות הקודמות לא נכונות.

טור 1:
הסדרה nn+1\frac{n}{n+1}n+1n​ היא אכן סדרה חסומה. בנוסף:

∑(23)n=∑11.5n\sum \left( \frac{2}{3} \right)^n=\sum \frac{1}{1.5^n}∑(32​)n=∑1.5n1​

זה טור הנדסי אינסופי ולכן מתקיים: S=231−23=2S=\frac{\frac{2}{3}}{1-\frac{2}{3}}=2S=1−32​32​​=2.
לכן, לפי מבחן אבל הטור מתכנס ⇐ תשובה ג' נכונה.

טור 2:
סעיף ג' נכון (הוכחה של החברה)