Sr Examen

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(n+1)/(sqr((n^2)+2))arctg((n+1)/((n^2)+2))

Suma de la serie (n+1)/(sqr((n^2)+2))arctg((n+1)/((n^2)+2))



=

Solución

Ha introducido [src]
  oo                        
____                        
\   `                       
 \      n + 1       /n + 1 \
  \   ---------*atan|------|
   )          2     | 2    |
  /   / 2    \      \n  + 2/
 /    \n  + 2/              
/___,                       
n = 1                       
$$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{n + 1}{\left(n^{2} + 2\right)^{2}} \operatorname{atan}{\left(\frac{n + 1}{n^{2} + 2} \right)}$$
Sum(((n + 1)/(n^2 + 2)^2)*atan((n + 1)/(n^2 + 2)), (n, 1, oo))
Radio de convergencia de la serie de potencias
Se da una serie:
$$\frac{n + 1}{\left(n^{2} + 2\right)^{2}} \operatorname{atan}{\left(\frac{n + 1}{n^{2} + 2} \right)}$$
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
$$a_{n} = \frac{\left(n + 1\right) \operatorname{atan}{\left(\frac{n + 1}{n^{2} + 2} \right)}}{\left(n^{2} + 2\right)^{2}}$$
y
$$x_{0} = 0$$
,
$$d = 0$$
,
$$c = 1$$
entonces
$$1 = \lim_{n \to \infty}\left(\frac{\left(n + 1\right) \left(\left(n + 1\right)^{2} + 2\right)^{2} \operatorname{atan}{\left(\frac{n + 1}{n^{2} + 2} \right)}}{\left(n + 2\right) \left(n^{2} + 2\right)^{2} \operatorname{atan}{\left(\frac{n + 2}{\left(n + 1\right)^{2} + 2} \right)}}\right)$$
Tomamos como el límite
hallamos
$$R^{0} = 1$$
Velocidad de la convergencia de la serie
Respuesta [src]
   oo                       
______                      
\     `                     
 \                  /1 + n \
  \     (1 + n)*atan|------|
   \                |     2|
    \               \2 + n /
    /   --------------------
   /                 2      
  /          /     2\       
 /           \2 + n /       
/_____,                     
 n = 1                      
$$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{\left(n + 1\right) \operatorname{atan}{\left(\frac{n + 1}{n^{2} + 2} \right)}}{\left(n^{2} + 2\right)^{2}}$$
Sum((1 + n)*atan((1 + n)/(2 + n^2))/(2 + n^2)^2, (n, 1, oo))
Gráfico
Suma de la serie (n+1)/(sqr((n^2)+2))arctg((n+1)/((n^2)+2))

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie