Sr Examen

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n^4*(arctg(pi/4n))^2n

Suma de la serie n^4*(arctg(pi/4n))^2n



=

Solución

Ha introducido [src]
  oo                  
 ___                  
 \  `                 
  \    4     2/pi  \  
   )  n *atan |--*n|*n
  /           \4   /  
 /__,                 
n = 1                 
n=1nn4atan2(nπ4)\sum_{n=1}^{\infty} n n^{4} \operatorname{atan}^{2}{\left(n \frac{\pi}{4} \right)}
Sum((n^4*atan((pi/4)*n)^2)*n, (n, 1, oo))
Radio de convergencia de la serie de potencias
Se da una serie:
nn4atan2(nπ4)n n^{4} \operatorname{atan}^{2}{\left(n \frac{\pi}{4} \right)}
Es la serie del tipo
an(cxx0)dna_{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:
Rd=x0+limnanan+1cR^{d} = \frac{x_{0} + \lim_{n \to \infty} \left|{\frac{a_{n}}{a_{n + 1}}}\right|}{c}
En nuestro caso
an=n5atan2(πn4)a_{n} = n^{5} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\pi n}{4} \right)}
y
x0=0x_{0} = 0
,
d=0d = 0
,
c=1c = 1
entonces
1=limn(n5atan2(πn4)(n+1)5atan2(π(n+1)4))1 = \lim_{n \to \infty}\left(\frac{n^{5} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\pi n}{4} \right)}}{\left(n + 1\right)^{5} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\pi \left(n + 1\right)}{4} \right)}}\right)
Tomamos como el límite
hallamos
R0=1R^{0} = 1
Velocidad de la convergencia de la serie
1.07.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.50100000
Respuesta [src]
  oo                
 ___                
 \  `               
  \    5     2/pi*n\
   )  n *atan |----|
  /           \ 4  /
 /__,               
n = 1               
n=1n5atan2(πn4)\sum_{n=1}^{\infty} n^{5} \operatorname{atan}^{2}{\left(\frac{\pi n}{4} \right)}
Sum(n^5*atan(pi*n/4)^2, (n, 1, oo))
Respuesta numérica
La serie diverge
Gráfico
Suma de la serie n^4*(arctg(pi/4n))^2n

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie