Sr Examen

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Suma de la serie n*(x+2)^n/3^(n+1)



=

Solución

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

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie