Sr Examen

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Suma de la serie (2^n*x^n)/(2n+1)^2



=

Solución

Ha introducido [src]
  oo            
____            
\   `           
 \       n  n   
  \     2 *x    
   )  ----------
  /            2
 /    (2*n + 1) 
/___,           
n = 1           
$$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{2^{n} x^{n}}{\left(2 n + 1\right)^{2}}$$
Sum((2^n*x^n)/(2*n + 1)^2, (n, 1, oo))
Radio de convergencia de la serie de potencias
Se da una serie:
$$\frac{2^{n} x^{n}}{\left(2 n + 1\right)^{2}}$$
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
$$a_{n} = \frac{1}{\left(2 n + 1\right)^{2}}$$
y
$$x_{0} = 0$$
,
$$d = 1$$
,
$$c = 2$$
entonces
$$R = \frac{\lim_{n \to \infty}\left(\frac{\left(2 n + 3\right)^{2}}{\left(2 n + 1\right)^{2}}\right)}{2}$$
Tomamos como el límite
hallamos
$$R^{1} = \frac{1}{2}$$
$$R = 0.5$$
Respuesta [src]
/    /              ___        /     ___   ___  pi*I\       ___        /     ___   ___\\                
|    |          9*\/ 2 *polylog\2, \/ 2 *\/ x *e    /   9*\/ 2 *polylog\2, \/ 2 *\/ x /|                
|    |        - ------------------------------------- + -------------------------------|                
|    |                             ___                                  ___            |                
|    |   9                     8*\/ x                               8*\/ x             |                
|2*x*|- --- + -------------------------------------------------------------------------|                
|    \  2*x                                       x                                    /                
|---------------------------------------------------------------------------------------  for 2*|x| <= 1
|                                           9                                                           
|                                                                                                       
<                                   oo                                                                  
|                                 ____                                                                  
|                                 \   `                                                                 
|                                  \         n  n                                                       
|                                   \       2 *x                                                        
|                                    )  --------------                                      otherwise   
|                                   /                2                                                  
|                                  /    1 + 4*n + 4*n                                                   
|                                 /___,                                                                 
|                                 n = 1                                                                 
\                                                                                                       
$$\begin{cases} \frac{2 x \left(\frac{\frac{9 \sqrt{2} \operatorname{Li}_{2}\left(\sqrt{2} \sqrt{x}\right)}{8 \sqrt{x}} - \frac{9 \sqrt{2} \operatorname{Li}_{2}\left(\sqrt{2} \sqrt{x} e^{i \pi}\right)}{8 \sqrt{x}}}{x} - \frac{9}{2 x}\right)}{9} & \text{for}\: 2 \left|{x}\right| \leq 1 \\\sum_{n=1}^{\infty} \frac{2^{n} x^{n}}{4 n^{2} + 4 n + 1} & \text{otherwise} \end{cases}$$
Piecewise((2*x*(-9/(2*x) + (-9*sqrt(2)*polylog(2, sqrt(2)*sqrt(x)*exp_polar(pi*i))/(8*sqrt(x)) + 9*sqrt(2)*polylog(2, sqrt(2)*sqrt(x))/(8*sqrt(x)))/x)/9, 2*|x| <= 1), (Sum(2^n*x^n/(1 + 4*n + 4*n^2), (n, 1, oo)), True))

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie