logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wy縮ze » zadanie

Analiza matematyczna, zadanie nr 4548

ostatnie wiadomo艣ci  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwi膮zanie

kamwik96
post贸w: 52
2016-05-15 12:43:42

Wyznacz sum臋 szeregu: $\sum_{n=1}^{\infty}\frac{5^n(2n+3)}{4^n}x^{2n}$


tumor
post贸w: 8070
2016-05-15 14:19:56

$\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^n(2n+3)=
\sum_{n=0}^\infty (\frac{5x^2}{4})^n(2n+3)-3=
\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^{n-1}(2n+1)-3$

(powy偶ej zmienili艣my indeksy na liczone od 0, ale odj臋li艣my wyraz zerowy, a potem zmienili艣my zn贸w indeksy na od 1, ale odj臋li艣my t臋 jedynk臋 od n we wzorze)

oraz
$\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^n(2n+3)=
\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^n(2n+1)+\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^n*2=
\frac{5x^2}{4}*\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^{n-1}(2n+1)+\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^n*2$
(tu podzielili艣my sum臋 na dwie sumy, a z jednej z nich wy艂膮czyli艣my sta艂膮 przed znak sumy)

I ostatecznie
$\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^{n-1}(2n+1)-3=
\frac{5x^2}{4}*\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^{n-1}(2n+1)+\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^n*2$

czyli
$\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^{n-1}(2n+1)-
\frac{5x^2}{4}*\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^{n-1}(2n+1)=3+\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^n*2$

a sum臋 po prawej umiemy policzy膰 (geometryczny). Wobec tego umiemy te偶 policzy膰
$(1-
\frac{5x^2}{4})*\sum_{n=1}^\infty (\frac{5x^2}{4})^{n-1}(2n+1)$

a wynik dzielimy przez pocz膮tkowy nawias i wstawiamy do pierwszej linii. Oddzielnie rozpatrujemy par臋 szczeg贸lnych przypadk贸w, np gdy przez ten nawias podzieli膰 nie mo偶emy.


janusz78
post贸w: 820
2016-05-15 21:39:32

Mo偶na te偶

1. Obliczy膰 promie艅 zbie偶no艣ci szeregu

$ R = [\lim_{n\to \infty}\sqrt[2n]{a_{n}}]^{-1}$

$ R = \frac{2}{\sqrt{5}}.$

2.Uwzgl臋dni膰 szereg geometryczny

$ g(x)=\sum_{n=1}^{\infty}\left(\frac{\sqrt{5}}{2}x \right)^{2n+3}, \ \ x\in (-\frac{2}{\sqrt{5}},\ \ \frac{2}{\sqrt{5}}) $

i jego sum臋

$s(x)= \frac{25\sqrt{5}}{32(1-\frac{5}{4}x^2)}.$

3.Zr贸偶niczkowa膰 $ g $ i $s $ wyraz po wyrazie dla $x\in(-\frac{2}{\sqrt{5}},\ \ \frac{2}{\sqrt{5}}).$

$g\'(x)=\sum_{n=1}^{\infty}(2n+3)\left(\frac{\sqrt{5}}{2}x\right)^{2n+2} = \frac{125\sqrt{5}x}{64\left(1-\frac{5}{4}x^2 \right)^2}$(1)

4 . Podzieli膰 obie strony r贸wnania (1) przez $ \left(\frac{\sqrt{5}}{2}x\right)^2.$

$ S(x)=\sum_{n=1}^{\infty} (2n+3)\left(\frac{\sqrt{5}}{2}x\right)^{2n} = \frac{100\sqrt{5}}{320x\left(1-\frac{5}{4}x^2 \right)^2}=\frac{5\sqrt{5}}{16x\left(1-\frac{5}{4}x^2 \right)^2} .$

Wiadomo艣膰 by艂a modyfikowana 2016-05-15 22:42:02 przez janusz78
strony: 1

Prawo do pisania przys艂uguje tylko zalogowanym u偶ytkownikom. Zaloguj si臋 lub zarejestruj

© 2019 Mariusz iwi駍ki      o serwisie | kontakt   drukuj