Sr Examen

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Suma de la serie n(n+1)x^n



=

Solución

Ha introducido [src]
  oo              
 ___              
 \  `             
  \              n
  /   n*(n + 1)*x 
 /__,             
n = 1             
$$\sum_{n=1}^{\infty} x^{n} n \left(n + 1\right)$$
Sum((n*(n + 1))*x^n, (n, 1, oo))
Radio de convergencia de la serie de potencias
Se da una serie:
$$x^{n} n \left(n + 1\right)$$
Es la serie del tipo
$$a_{n} \left(c x - x_{0}\right)^{d n}$$
- serie de potencias.
El radio de convergencia de la serie de potencias puede calcularse por la fórmula:
$$R^{d} = \frac{x_{0} + \lim_{n \to \infty} \left|{\frac{a_{n}}{a_{n + 1}}}\right|}{c}$$
En nuestro caso
$$a_{n} = n \left(n + 1\right)$$
y
$$x_{0} = 0$$
,
$$d = 1$$
,
$$c = 1$$
entonces
$$R = \lim_{n \to \infty}\left(\frac{n}{n + 2}\right)$$
Tomamos como el límite
hallamos
$$R^{1} = 1$$
$$R = 1$$
Respuesta [src]
//    x                  \   //x*(-1 - x)              \
|| --------   for |x| < 1|   ||----------   for |x| < 1|
||        2              |   ||        3               |
|| (1 - x)               |   ||(-1 + x)                |
||                       |   ||                        |
||  oo                   |   ||  oo                    |
|< ___                   | + |< ___                    |
|| \  `                  |   || \  `                   |
||  \      n             |   ||  \    2  n             |
||  /   n*x    otherwise |   ||  /   n *x    otherwise |
|| /__,                  |   || /__,                   |
||n = 1                  |   ||n = 1                   |
\\                       /   \\                        /
$$\begin{cases} \frac{x}{\left(1 - x\right)^{2}} & \text{for}\: \left|{x}\right| < 1 \\\sum_{n=1}^{\infty} n x^{n} & \text{otherwise} \end{cases} + \begin{cases} \frac{x \left(- x - 1\right)}{\left(x - 1\right)^{3}} & \text{for}\: \left|{x}\right| < 1 \\\sum_{n=1}^{\infty} n^{2} x^{n} & \text{otherwise} \end{cases}$$
Piecewise((x/(1 - x)^2, |x| < 1), (Sum(n*x^n, (n, 1, oo)), True)) + Piecewise((x*(-1 - x)/(-1 + x)^3, |x| < 1), (Sum(n^2*x^n, (n, 1, oo)), True))

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie