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Practice Final Examination 1 – Math 142B

Question 1. Determine whether each of the following statements is true or false. No justification is required.

 

(a)

 

If  |an | is a convergent series, then an  is a convergent series.

 

 

(b)

 

If  an  and bn  are convergent, then an bn is a convergent series.

 

 

(c)

 

The series (−1)n an  is convergent if and only if limn→∞ an = 0.

 

 

(d)

 

If   anxn   and   bnxn   have  radius  of convergence  r  >  0,  then (an bn )xn  has radius of convergence r2 .

 

 

(e)

 

The series  xn /(xn + 2) converges uniformly on (−1, 1).

 

 

(f)

 

The Taylor series for e x2   about x = 0 is (−1)nx2n/(2n)!.

 

 

(g)

 

If the Taylor series T(x) for f(x) about x = 0 satisfies T(1) = f(1), then T(−1) = f(−1).

 

 

(h)

 

If a function on [0, 1] is bounded, then it is Riemann integrable.

 

 

(i)

 

If a function on [0, 1] is Riemann integrable, then it is bounded.

 

 

(j)

 

If f,g : [0, 1] → R are integrable, then so is their product f · g .

 

Question 2.  Let an  =  for n ≥ 1.  For each part of this question, justify your answers.

(a)   Prove that an  diverges.

(b)   Prove that (−1)n an  converges.

(c)   Prove that an(2)  converges. 

Question 3.

For n ≥ 1 and x ∈ [0, 1], let

fn (x) =

and

(a)   Prove that for any T ∈ (0, 1), fn (x) converges uniformly to f(x) on the interval [−T,T].

(b)   Prove that f is continuous on (−1, 1).

(c)   Prove that  fn (x) does not converge uniformly to f(x) on the in- terval (−1, 1).

(d)   Does  fn (x) converge pointwise to f(x) for x [1, 1)? 

Question 4.

Let a ≥ 0 and let fn (x) = nx/(nxa +1) for n ≥ 1 and x ∈ [0, 1]. Justify your answers for each part of this question.

 

(a)   Find a function f : [0, 1] → R such that fn → f pointwise on [0, 1]. (b)   For which values of a is f bounded on [0, 1]?

(c)   For which values of a is the convergence fn → f uniform on [0, 1]?

(d)   When the limit exists, determine

n(l) \0 1 fn (x)dx.