문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 급수 심화

급수 심화 전체 문제

이 단원의 모든 연습문제입니다. 소단원으로 좁혀 보려면 아래 꼬리표를 누르세요.

유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.

49문제 · 1 / 3쪽

1.OpenStax 2권 · 5.3절 · 52번대학 수준우리말 번역

나머지 추정이 [N,∞)[N,\infty ) 에서 적용되려면 f(x)f(x) 가 [N,∞)[N,\infty ) 에서 감소하는 것으로 충분하고, ff 가 [1,∞)[1,\infty ) 에서 감소할 필요는 없음을 보이세요.

영어 원문 보기

Show that for the remainder estimate to apply on [N,∞)[N,\infty ) it is sufficient that f(x)f(x) be decreasing on [N,∞),[N,\infty ), but ff need not be decreasing on [1,∞).[1,\infty ).

정답·풀이 보기

bn=an+N{b}_{n}={a}_{n+N} 과 g(t)=f(t+N)g(t)=f(t+N) 으로 놓으면 ff 는 [t,∞)[t,\infty ) 에서 감소한다.

원본 교재 풀이(영어)

Set bn=an+N{b}_{n}={a}_{n+N} and g(t)=f(t+N)g(t)=f(t+N) such that ff is decreasing on [t,∞).[t,\infty ).

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.3절 · 50번
# 발산 판정법과 적분 판정법증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
2.OpenStax 2권 · 5.4절 · 38번대학 수준우리말 번역

an≥0{a}_{n}\ge 0 이고 bn≥0{b}_{n}\ge 0 이며 ∑n=1∞a2n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{2}{}_{n} 과 ∑n=1∞b2n\sum_{n=1}^{\infty }{b}^{2}{}_{n} 이 수렴한다고 하자. ∑n=1∞anbn\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}{b}_{n} 이 수렴하고 ∑n=1∞an bn≤12(∑n=1∞an2+∑n=1∞bn2)\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}\,{b}_{n}\le \frac{1}{2}\left(\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}^{2}+\sum_{n=1}^{\infty }{b}_{n}^{2}\right) 임을 증명하세요.

영어 원문 보기

Suppose that an≥0{a}_{n}\ge 0 and bn≥0{b}_{n}\ge 0 and that ∑n=1∞a2n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{2}{}_{n} and ∑n=1∞b2n\sum_{n=1}^{\infty }{b}^{2}{}_{n} converge. Prove that ∑n=1∞anbn\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}{b}_{n} converges and ∑n=1∞an bn≤12(∑n=1∞an2+∑n=1∞bn2).\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}\,{b}_{n}\le \frac{1}{2}\left(\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}^{2}+\sum_{n=1}^{\infty }{b}_{n}^{2}\right).

정답·풀이 보기

(a−b)2=a2−2ab+b2{(a-b)}^{2}={a}^{2}-2ab+{b}^{2} 또는 a2+b2≥2ab{a}^{2}+{b}^{2}\ge 2ab 이므로, 수렴은 2anbn2{a}_{n}{b}_{n} 과 a2n+b2n{a}^{2}{}_{n}+{b}^{2}{}_{n} 의 비교에서 얻어진다. 좌변의 부분합이 우변의 부분합으로 유계이므로 무한급수에 대해서도 부등식이 성립한다.

원본 교재 풀이(영어)

(a−b)2=a2−2ab+b2{(a-b)}^{2}={a}^{2}-2ab+{b}^{2} or a2+b2≥2ab,{a}^{2}+{b}^{2}\ge 2ab, so convergence follows from comparison of 2anbn2{a}_{n}{b}_{n} with a2n+b2n.{a}^{2}{}_{n}+{b}^{2}{}_{n}. Since the partial sums on the left are bounded by those on the right, the inequality holds for the infinite series.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.4절 · 40번
# 비교 판정법증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
3.OpenStax 2권 · 5.4절 · 42번대학 수준우리말 번역

an≥0{a}_{n}\ge 0 이고 ∑n=1∞an\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n} 이 수렴하면 ∑n=1∞a2n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{2}{}_{n} 도 수렴함을 보이세요. ∑n=1∞a2n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{2}{}_{n} 이 수렴하면 ∑n=1∞an\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n} 도 반드시 수렴합니까?

영어 원문 보기

Show that if an≥0{a}_{n}\ge 0 and ∑n=1∞an\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n} converges, then ∑n=1∞a2n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{2}{}_{n} converges. If ∑n=1∞a2n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{2}{}_{n} converges, does ∑n=1∞an\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n} necessarily converge?

정답·풀이 보기

an→0{a}_{n}\to 0 이므로 충분히 큰 nn 에 대해 a2n≤∣an∣{a}^{2}{}_{n}\le |{a}_{n}| 이다. 수렴은 극한비교판정법에 의해 따른다. ∑1/n2\sum 1/{n}^{2} 은 수렴하지만 ∑1/n\sum 1/n 은 수렴하지 않으므로, ∑n=1∞a2n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{2}{}_{n} 이 수렴한다는 사실이 ∑n=1∞an\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n} 이 수렴함을 뜻하지는 않는다.

원본 교재 풀이(영어)

an→0,{a}_{n}\to 0, so a2n≤∣an∣{a}^{2}{}_{n}\le |{a}_{n}| for large n.n. Convergence follows from limit comparison. ∑1/n2\sum 1/{n}^{2} converges, but ∑1/n\sum 1/n does not, so the fact that ∑n=1∞a2n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{2}{}_{n} converges does not imply that ∑n=1∞an\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n} converges.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.4절 · 34번
# 비교 판정법증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
4.OpenStax 2권 · 5.4절 · 46번대학 수준우리말 번역

극한비교판정법을 이용하여 다음 각 급수가 수렴하는지 발산하는지 판단하세요.

an≥0{a}_{n}\ge 0 이고 ∑n=1∞a2n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{2}{}_{n} 이 수렴하면 ∑n=1∞sin⁡2(an)\sum_{n=1}^{\infty }{\sin }^{2}({a}_{n}) 도 수렴함을 보이세요.

영어 원문 보기

Use the limit comparison test to determine whether each of the following series converges or diverges.

Show that if an≥0{a}_{n}\ge 0 and ∑n=1∞a2n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{2}{}_{n} converges, then ∑n=1∞sin⁡2(an)\sum_{n=1}^{\infty }{\sin }^{2}({a}_{n}) converges.

정답·풀이 보기

∣sin⁡t∣≤∣t∣|\sin t|\le |t| 이므로 비교판정법에 의해 결론이 성립한다.

원본 교재 풀이(영어)

∣sin⁡t∣≤∣t∣,|\sin t|\le |t|, so the result follows from the comparison test.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.4절 · 30번
# 비교 판정법증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
5.OpenStax 2권 · 5.4절 · 47번대학 수준우리말 번역

비교판정법에서 an≥0{a}_{n}\ge 0, bn≥0{b}_{n}\ge 0 이고 an/bn→0{a}_{n}/{b}_{n}\to 0 이라 하자. ∑bn\sum {b}_{n} 이 수렴하면 ∑an\sum {a}_{n} 도 수렴함을 증명하세요.

영어 원문 보기

Suppose that an/bn→0{a}_{n}/{b}_{n}\to 0 in the comparison test, where an≥0{a}_{n}\ge 0 and bn≥0.{b}_{n}\ge 0. Prove that if ∑bn\sum {b}_{n} converges, then ∑an\sum {a}_{n} converges.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5장 복습 · 25번
# 비교 판정법증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
6.OpenStax 2권 · 5.4절 · 54번대학 수준우리말 번역

앞의 연습문제를 보면, 항 다섯 개 중 약 하나꼴로 항을 지운 조화급수의 부분급수가 수렴할 수도 있다는 것이 놀라울 수 있다. 솎아 낸 조화급수란 ∑n=1∞1n\sum_{n=1}^{\infty }\frac{1}{n} 에서, nn 의 십진 전개에 주어진 숫자, 예를 들어 99 가 나타나면 항 1/n1/n 을 제거하여 얻은 급수이다. 다음 물음에 답하여 이 솎아 낸 조화급수가 수렴함을 논증하세요.

a. dd 자리인 0 이상의 정수 nn 은 모두 몇 개입니까? b. dd 자리인 0 이상의 정수 중 어느 자리에도 99 가 들어 있지 않은 것의 개수 h(d)h(d) 는 얼마입니까? c. dd 자리 수 중 가장 작은 수 m(d)m(d) 는 얼마입니까? d. 솎아 낸 조화급수가 ∑d=1∞h(d)m(d)\sum_{d=1}^{\infty }\frac{h(d)}{m(d)} 로 유계인 이유를 설명하세요. e. ∑d=1∞h(d)m(d)\sum_{d=1}^{\infty }\frac{h(d)}{m(d)} 이 수렴함을 보이세요.

영어 원문 보기

In view of the previous exercise, it may be surprising that a subseries of the harmonic series in which about one in every five terms is deleted might converge. A depleted harmonic series is a series obtained from ∑n=1∞1n\sum_{n=1}^{\infty }\frac{1}{n} by removing any term 1/n1/n if a given digit, say 9,9, appears in the decimal expansion of n.n. Argue that this depleted harmonic series converges by answering the following questions.

a. How many whole numbers nn have dd digits? b. How many d-digitd\text{-digit} whole numbers h(d).h(d). do not contain 99 as one or more of their digits? c. What is the smallest d-digitd\text{-digit} number m(d)?m(d)? d. Explain why the deleted harmonic series is bounded by ∑d=1∞h(d)m(d).\sum_{d=1}^{\infty }\frac{h(d)}{m(d)}. e. Show that ∑d=1∞h(d)m(d)\sum_{d=1}^{\infty }\frac{h(d)}{m(d)} converges.

정답·풀이 보기

a. 10d−10d−1<10d{10}^{d}-{10}^{d-1}<{10}^{d} b. h(d)<9dh(d)<{9}^{d} c. m(d)=10d−1+1m(d)={10}^{d-1}+1 d. 솎아 낸 조화급수의 항들을 자릿수별로 묶는다. h(d)h(d) 는 항의 개수의 상한이고, 각 항은 1/m(d)1/m(d) 이하이다. ∑d=1∞h(d)/m(d)≤∑d=1∞9d/(10)d−1≤90\sum_{d=1}^{\infty }h(d)/m(d)\le \sum_{d=1}^{\infty }{9}^{d}/{(10)}^{d-1}\le 90. 비교를 이용하면 이 값을 8080 보다 작게 어림할 수도 있다. 실제 값은 2323 보다 작다.

원본 교재 풀이(영어)

a. 10d−10d−1<10d{10}^{d}-{10}^{d-1}<{10}^{d} b. h(d)<9dh(d)<{9}^{d} c. m(d)=10d−1+1m(d)={10}^{d-1}+1 d. Group the terms in the deleted harmonic series together by number of digits. h(d)h(d) bounds the number of terms, and each term is at most 1/m(d).1/m(d). ∑d=1∞h(d)/m(d)≤∑d=1∞9d/(10)d−1≤90.\sum_{d=1}^{\infty }h(d)/m(d)\le \sum_{d=1}^{\infty }{9}^{d}/{(10)}^{d-1}\le 90. One can actually use comparison to estimate the value to smaller than 80.80. The actual value is smaller than 23.23.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.4절 · 8번
# 비교 판정법증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
7.OpenStax 2권 · 5.5절 · 49번대학 수준우리말 번역

교대급수 1−12+12−14+13−16+14−18+⋯1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{4}+\frac{1}{3}-\frac{1}{6}+\frac{1}{4}-\frac{1}{8}+\cdots 이

수렴하지 않음을 보이세요. 교대급수판정법의 어떤 조건이 만족되지 않는지 말하세요.

영어 원문 보기

Show that the alternating series 1−12+12−14+13−16+14−18+⋯1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{4}+\frac{1}{3}-\frac{1}{6}+\frac{1}{4}-\frac{1}{8}+\cdots does

not converge. What hypothesis of the alternating series test is not met?

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.5절 · 28번
# 교대급수증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
8.OpenStax 2권 · 5.5절 · 50번대학 수준우리말 번역

∑an\sum {a}_{n} 이 절대수렴한다고 하자. 양의 항 an{a}_{n} 으로 이루어진 급수도 수렴함을 보이세요.

영어 원문 보기

Suppose that ∑an\sum {a}_{n} converges absolutely. Show that the series consisting of the positive terms an{a}_{n} also converges.

정답·풀이 보기

an≥0{a}_{n}\ge 0 이면 a+n=an{a}^{+}{}_{n}={a}_{n} 으로, an<0{a}_{n}<0 이면 a+n=0{a}^{+}{}_{n}=0 으로 정의하자. 그러면 모든 nn 에 대해 a+n≤∣an∣{a}^{+}{}_{n}\le |{a}_{n}| 이므로, a+n{a}^{+}{}_{n} 의 부분합으로 이루어진 수열은 증가하고, 수렴하는 ∣an∣|{a}_{n}| 의 부분합으로 이루어진 수열에 의해 위로 유계이다. 따라서 ∑n=1∞a+n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{+}{}_{n} 은 수렴한다.

원본 교재 풀이(영어)

Let a+n=an{a}^{+}{}_{n}={a}_{n} if an≥0{a}_{n}\ge 0 and a+n=0{a}^{+}{}_{n}=0 if an<0.{a}_{n}<0. Then a+n≤∣an∣{a}^{+}{}_{n}\le |{a}_{n}| for all nn so the sequence of partial sums of a+n{a}^{+}{}_{n} is increasing and bounded above by the sequence of partial sums of ∣an∣,|{a}_{n}|, which converges; hence, ∑n=1∞a+n\sum_{n=1}^{\infty }{a}^{+}{}_{n} converges.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.5절 · 48번
# 교대급수증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
9.OpenStax 2권 · 5.5절 · 51번대학 수준우리말 번역

교대급수 23−35+47−59+⋯\frac{2}{3}-\frac{3}{5}+\frac{4}{7}-\frac{5}{9}+\cdots 가 수렴하지 않음을 보이세요. 교대급수 판정법의 가정 중 어느 것이 충족되지 않습니까?

영어 원문 보기

Show that the alternating series 23−35+47−59+⋯\frac{2}{3}-\frac{3}{5}+\frac{4}{7}-\frac{5}{9}+\cdots does not converge. What hypothesis of the alternating series test is not met?

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.5절 · 26번
# 교대급수증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
10.OpenStax 2권 · 5.5절 · 59번대학 수준우리말 번역

[계산기 사용] 급수 ∑n=0∞sin⁡(x+πn)x+πn\sum_{n=0}^{\infty }\frac{\sin (x+\pi n)}{x+\pi n} 은 신호 처리에서 중요한 역할을 한다. 0<x<π0<x<\pi 인 모든 xx 에 대해 ∑n=0∞sin⁡(x+πn)x+πn\sum_{n=0}^{\infty }\frac{\sin (x+\pi n)}{x+\pi n} 이 수렴함을 보이세요. (힌트: 각의 합에 대한 사인 공식을 이용하세요.)

영어 원문 보기

[T] The series ∑n=0∞sin⁡(x+πn)x+πn\sum_{n=0}^{\infty }\frac{\sin (x+\pi n)}{x+\pi n} plays an important role in signal processing. Show that ∑n=0∞sin⁡(x+πn)x+πn\sum_{n=0}^{\infty }\frac{\sin (x+\pi n)}{x+\pi n} converges whenever 0<x<π.0<x<\pi . (Hint: Use the formula for the sine of a sum of angles.)

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.5절 · 52번
# 교대급수증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
11.OpenStax 2권 · 5.6절 · 59번대학 수준우리말 번역

an=2−[n/2]{a}_{n}={2}^{-[n/2]} 이라고 하자. 여기서 [x][x] 는 xx 보다 크지 않은 최대 정수이다. ∑n=1∞an\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n} 이 수렴하는지 판단하고, 그 답의 근거를 설명하세요.

영어 원문 보기

Let an=2−[n/2]{a}_{n}={2}^{-[n/2]} where [x][x] is the greatest integer less than or equal to x.x. Determine whether ∑n=1∞an\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n} converges and justify your answer.

정답·풀이 보기

a1=1,{a}_{1}=1, a2=a3=1/2,… a2n=a2n+1=1/2n{a}_{2}={a}_{3}=1/2,\ldots \,{a}_{2n}={a}_{2n+1}=1/{2}^{n} 이다. nn 이 짝수이면 an+1/an=1{a}_{n+1}/{a}_{n}=1 이므로 비판정법은 적용할 수 없다. 그러나 an+2/an=1/2{a}_{n+2}/{a}_{n}=1/2 이므로 앞의 연습문제에 따라 급수는 수렴한다. 물론 이 급수는 등비급수를 두 번씩 늘어놓은 것일 뿐이다.

원본 교재 풀이(영어)

One has a1=1,{a}_{1}=1, a2=a3=1/2,… a2n=a2n+1=1/2n.{a}_{2}={a}_{3}=1/2,\ldots \,{a}_{2n}={a}_{2n+1}=1/{2}^{n}. The ratio test does not apply because an+1/an=1{a}_{n+1}/{a}_{n}=1 if nn is even. However, an+2/an=1/2,{a}_{n+2}/{a}_{n}=1/2, so the series converges according to the previous exercise. Of course, the series is just a duplicated geometric series.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기APEX · 8.4절 · 4번
# 비율 판정법과 근 판정법증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
12.OpenStax 2권 · 5.6절 · 61번대학 수준우리말 번역

an=11+x 22+x⋯nn+x 1n=(n−1)!(1+x)(2+x)⋯(n+x){a}_{n}=\frac{1}{1+x}\,\frac{2}{2+x}\cdots \frac{n}{n+x}\,\frac{1}{n}=\frac{(n-1)!}{(1+x)(2+x)\cdots (n+x)} 라 하자. a2n/an≤e−x/2/2{a}_{2n}/{a}_{n}\le {e}^{-x/2}/2 임을 보이세요. 어떤 x>0x>0 에 대해 일반화된 비판정법으로 ∑n=1∞an\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n} 이 수렴함을 알 수 있는지 구하세요. (힌트: 2a2n/an2{a}_{2n}/{a}_{n} 을 각각 1/(1+x/(2n)).)1/(1+x/(2n)).) 보다 작은 nn 개의 인수의 곱으로 나타내세요.

영어 원문 보기

Let an=11+x 22+x⋯nn+x 1n=(n−1)!(1+x)(2+x)⋯(n+x).{a}_{n}=\frac{1}{1+x}\,\frac{2}{2+x}\cdots \frac{n}{n+x}\,\frac{1}{n}=\frac{(n-1)!}{(1+x)(2+x)\cdots (n+x)}. Show that a2n/an≤e−x/2/2.{a}_{2n}/{a}_{n}\le {e}^{-x/2}/2. For which x>0x>0 does the generalized ratio test imply convergence of ∑n=1∞an?\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}? (Hint: Write 2a2n/an2{a}_{2n}/{a}_{n} as a product of nn factors each smaller than 1/(1+x/(2n)).)1/(1+x/(2n)).)

정답·풀이 보기

a2n/an=12⋅n+1n+1+x n+2n+2+x⋯2n2n+x{a}_{2n}/{a}_{n}=\frac{1}{2}\cdot \frac{n+1}{n+1+x}\,\frac{n+2}{n+2+x}\cdots \frac{2n}{2n+x} 이다. kk번째 인수의 역수는 (n+k+x)/(n+k)>1+x/(2n)(n+k+x)/(n+k)>1+x/(2n) 이므로 곱은 (1+x/(2n))−n≈e−x/2{(1+x/(2n))}^{-n}\approx {e}^{-x/2} 보다 작다. 따라서 x>0x>0 일 때 a2nan≤12e−x/2\frac{{a}_{2n}}{{a}_{n}}\le \frac{1}{2}{e}^{-x/2} 이다. 이 급수는 x>0x>0 일 때 수렴한다.

원본 교재 풀이(영어)

a2n/an=12⋅n+1n+1+x n+2n+2+x⋯2n2n+x.{a}_{2n}/{a}_{n}=\frac{1}{2}\cdot \frac{n+1}{n+1+x}\,\frac{n+2}{n+2+x}\cdots \frac{2n}{2n+x}. The inverse of the kthk\text{th} factor is (n+k+x)/(n+k)>1+x/(2n)(n+k+x)/(n+k)>1+x/(2n) so the product is less than (1+x/(2n))−n≈e−x/2.{(1+x/(2n))}^{-n}\approx {e}^{-x/2}. Thus for x>0,x>0, a2nan≤12e−x/2.\frac{{a}_{2n}}{{a}_{n}}\le \frac{1}{2}{e}^{-x/2}. The series converges for x>0.x>0.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.6절 · 33번
# 비율 판정법과 근 판정법증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
13.OpenStax 2권 · 5.6절 · 62번대학 수준우리말 번역

다음 심화 연습문제는 이 장의 판정법(비판정법과 근판정법 포함)만으로는 수렴 여부를 판정하기에 충분하지 않을 때, 특정한 응용에서 나타나는 몇몇 급수의 수렴을 판정하기 위해 일반화된 비판정법을 사용한다. 이 판정법은 lim⁡n→∞a2nan<1/2\lim_{n\to \infty }\frac{{a}_{2n}}{{a}_{n}}<1/2 이면 ∑an\sum {a}_{n} 이 수렴하고, lim⁡n→∞a2n+1an>1/2\lim_{n\to \infty }\frac{{a}_{2n+1}}{{a}_{n}}>1/2 이면 ∑an\sum {a}_{n} 이 발산한다는 것이다.

an=nln⁡ n(ln⁡ n)n{a}_{n}=\frac{{n}^{\ln \,n}}{{(\ln \,n)}^{n}} 이라 하자. n→∞n\to \infty 일 때 a2nan→0\frac{{a}_{2n}}{{a}_{n}}\to 0 임을 보이세요.

영어 원문 보기

The following advanced exercises use a generalized ratio test to determine convergence of some series that arise in particular applications when tests in this chapter, including the ratio and root test, are not powerful enough to determine their convergence. The test states that if lim⁡n→∞a2nan<1/2,\lim_{n\to \infty }\frac{{a}_{2n}}{{a}_{n}}<1/2, then ∑an\sum {a}_{n} converges, while if lim⁡n→∞a2n+1an>1/2,\lim_{n\to \infty }\frac{{a}_{2n+1}}{{a}_{n}}>1/2, then ∑an\sum {a}_{n} diverges.

Let an=nln⁡ n(ln⁡ n)n.{a}_{n}=\frac{{n}^{\ln \,n}}{{(\ln \,n)}^{n}}. Show that a2nan→0\frac{{a}_{2n}}{{a}_{n}}\to 0 as n→∞.n\to \infty .

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 5.6절 · 19번
# 비율 판정법과 근 판정법증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
14.OpenStax 2권 · 6.1절 · 1번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 각 명제가 참인지 말하고, 거짓이면 그것을 보이는 예를 드세요.

∑n=1∞anxn\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}{x}^{n} 이 수렴하면 n→∞n\to \infty 일 때 anxn→0{a}_{n}{x}^{n}\to 0 이다.

영어 원문 보기

In the following exercises, state whether each statement is true, or give an example to show that it is false.

If ∑n=1∞anxn\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}{x}^{n} converges, then anxn→0{a}_{n}{x}^{n}\to 0 as n→∞.n\to \infty .

정답·풀이 보기

참이다. 급수가 수렴하면 그 항은 0에 수렴한다.

원본 교재 풀이(영어)

True. If a series converges then its terms tend to zero.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 6.1절 · 3번
# 멱급수와 수렴 반경증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
15.OpenStax 2권 · 6.1절 · 2번대학 수준우리말 번역

다음 문제에서 각 명제가 참인지 말하고, 거짓이면 그것을 보이는 예를 드세요.

임의의 실수 an{a}_{n} 에 대해 ∑n=1∞anxn\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}{x}^{n} 은 x=0x=0 에서 수렴한다.

영어 원문 보기

In the following exercises, state whether each statement is true, or give an example to show that it is false.

∑n=1∞anxn\sum_{n=1}^{\infty }{a}_{n}{x}^{n} converges at x=0x=0 for any real numbers an.{a}_{n}.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 6.1절 · 51번
# 멱급수와 수렴 반경증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
16.OpenStax 2권 · 6.2절 · 40번대학 수준우리말 번역

[계산기 사용] 거듭제곱급수 전개 ln⁡(1+x)=∑n=1∞(−1)n−1xnn\ln (1+x)=\sum_{n=1}^{\infty }{(-1)}^{n-1}\frac{{x}^{n}}{n} 을 x=1x=1 에서 계산하여 ln⁡(2)\ln (2) 가 교대조화급수의 합임을 보이세요. 교대급수 판정법을 이용하여 ln⁡(2)\ln (2) 를 0.001 이내의 오차로 어림하는 데 급수의 몇 개의 항이 필요한지 판단하고, 그러한 근삿값을 구하세요.

영어 원문 보기

[T] Evaluate the power series expansion ln⁡(1+x)=∑n=1∞(−1)n−1xnn\ln (1+x)=\sum_{n=1}^{\infty }{(-1)}^{n-1}\frac{{x}^{n}}{n} at x=1x=1 to show that ln⁡(2)\ln (2) is the sum of the alternating harmonic series. Use the alternating series test to determine how many terms of the sum are needed to estimate ln⁡(2)\ln (2) accurate to within 0.001, and find such an approximation.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 6.2절 · 53번
# 멱급수의 연산증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
17.OpenStax 2권 · 6.2절 · 46번대학 수준우리말 번역

x3 과 y3 의 거듭제곱 항까지 E(x)=∑n=0∞xnn!E(x)=\sum_{n=0}^{\infty }\frac{{x}^{n}}{n!} 이 E(x+y)=E(x)E(y)E(x+y)=E(x)E(y) 를 만족시킴을 보이세요.

영어 원문 보기

Show that, up to powers x3 and y3, E(x)=∑n=0∞xnn!E(x)=\sum_{n=0}^{\infty }\frac{{x}^{n}}{n!} satisfies E(x+y)=E(x)E(y).E(x+y)=E(x)E(y).

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 6.2절 · 43번
# 멱급수의 연산증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
18.OpenStax 2권 · 6.2절 · 47번대학 수준우리말 번역

급수 E(x)=∑n=0∞xnn!E(x)=\sum_{n=0}^{\infty }\frac{{x}^{n}}{n!} 을 항별로 미분하여 E(x)E(x) 가 그 도함수와 같음을 보이세요.

영어 원문 보기

Differentiate the series E(x)=∑n=0∞xnn!E(x)=\sum_{n=0}^{\infty }\frac{{x}^{n}}{n!} term-by-term to show that E(x)E(x) is equal to its derivative.

정답·풀이 보기

답은 다양하다.

원본 교재 풀이(영어)

Answers will vary.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 6.2절 · 35번
# 멱급수의 연산증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
19.OpenStax 2권 · 6.2절 · 48번대학 수준우리말 번역

f(x)=∑n=0∞anxnf(x)=\sum_{n=0}^{\infty }{a}_{n}{x}^{n} 이 짝수 차수 항들의 합, 즉 n 이 홀수이면 an=0{a}_{n}=0 일 때, F=∫0xf(t)dtF={\int }_{0}^{x}f(t)dt 는 홀수 차수 항들의 합이고, f 가 홀수 차수 항들의 합이면 F 는 짝수 차수 항들의 합임을 보이세요.

영어 원문 보기

Show that if f(x)=∑n=0∞anxnf(x)=\sum_{n=0}^{\infty }{a}_{n}{x}^{n} is a sum of even powers, that is, an=0{a}_{n}=0 if n is odd, then F=∫0xf(t)dtF={\int }_{0}^{x}f(t)dt is a sum of odd powers, while if f is a sum of odd powers, then F is a sum of even powers.

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 6.2절 · 25번
# 멱급수의 연산증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
20.OpenStax 2권 · 6.3절 · 9번대학 수준우리말 번역

다음 연습문제에서, 나머지 추정식 ∣Rn∣≤M(n+1)!(x−a)n+1,|{R}_{n}|\le \frac{M}{(n+1)!}{(x-a)}^{n+1}, (여기서 M 은 a 와 주어진 점 사이의 구간에서 ∣f(n+1)(z)∣|{f}^{(n+1)}(z)| 의 최댓값이다)에서 주어진 n 의 값이 ∣Rn∣≤11000|{R}_{n}|\le \frac{1}{1000} 을 만족시킴을 보이세요. 주어진 점에서 ff 의 테일러 다항식 pn 의 값을 구하세요. ∣Rn∣|Rn| 이 1/10001/1000 보다 작지 않다면, 그 값이 얼마인지 구하세요.

[계산기 사용] 10;a=9,n=3\sqrt{10};a=9,n=3

영어 원문 보기

In the following exercises, verify that the given choice of n in the remainder estimate ∣Rn∣≤M(n+1)!(x−a)n+1,|{R}_{n}|\le \frac{M}{(n+1)!}{(x-a)}^{n+1}, where M is the maximum value of ∣f(n+1)(z)∣|{f}^{(n+1)}(z)| on the interval between a and the indicated point, yields ∣Rn∣≤11000.|{R}_{n}|\le \frac{1}{1000}. Find the value of the Taylor polynomial pn of ff at the indicated point. If ∣Rn∣|Rn| is not less than 1/10001/1000, determine what it is.

[T] 10;a=9,n=3\sqrt{10};a=9,n=3

원본 교재에 이 문제의 정답은 실려 있지 않습니다.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 6.3절 · 6번
# 테일러·매클로린 급수증명·논술자동 분류
OpenStax Calculus Volume 2 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)