Sr Examen

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



=

Solución

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

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie