AMKbook.Net Задачи должны иметь решение
Реклама

Задача №1807

Условие

Вычислить интеграл \(\int\limits_{0}^{0{,}5}\frac{dx}{1+x^4}\).

Решение
\[ \frac{1}{1+x^4} =\sum\limits_{n=0}^{\infty}(-1)^n\left(x^4\right)^n =\sum\limits_{n=0}^{\infty}(-1)^nx^{4n} \]
\[ \int\limits_{0}^{0{,}5}\frac{dx}{1+x^4} =\int\limits_{0}^{0{,}5}\sum\limits_{n=0}^{\infty}(-1)^nx^{4n}dx =\sum\limits_{n=0}^{\infty}(-1)^n\int\limits_{0}^{0{,}5}x^{4n}dx=\\ =\sum\limits_{n=0}^{\infty}(-1)^n\cdot\left.\frac{x^{4n+1}}{4n+1}\right|_{0}^{1/2} =\sum\limits_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^n}{2^{4n+1}\cdot(4n+1)} =\frac{1}{2}-\frac{1}{160}+\frac{1}{4608}-\ldots \]

Так как \(\frac{1}{4608}\lt{0{,}001}\), то для требуемой точности достаточно взять первые два члена ряда:

\[ \int\limits_{0}^{0{,}5}\frac{dx}{1+x^4} \approx{\frac{1}{2}-\frac{1}{160}} =\frac{79}{160}\approx{0{,}494}. \]
Ответ: \(0{,}494\)
Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №9Ряды
Параграф №4Некоторые применения рядов Тейлора
Задача №2938