Sr Examen

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



=

Solución

Ha introducido [src]
  oo                
 ___                
 \  `               
  \   n + 1        n
   )  -----*(x + 2) 
  /   n + 3         
 /__,               
n = 0               
$$\sum_{n=0}^{\infty} \frac{n + 1}{n + 3} \left(x + 2\right)^{n}$$
Sum(((n + 1)/(n + 3))*(x + 2)^n, (n, 0, oo))
Radio de convergencia de la serie de potencias
Se da una serie:
$$\frac{n + 1}{n + 3} \left(x + 2\right)^{n}$$
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
$$a_{n} = \frac{n + 1}{n + 3}$$
y
$$x_{0} = -2$$
,
$$d = 1$$
,
$$c = 1$$
entonces
$$R = -2 + \lim_{n \to \infty}\left(\frac{\left(n + 1\right) \left(n + 4\right)}{\left(n + 2\right) \left(n + 3\right)}\right)$$
Tomamos como el límite
hallamos
$$R^{1} = -1$$
$$R = -1$$
Respuesta [src]
                                                                     //                      3*x                           \
//        /           2                        \                 \   ||                 -6 - ---                           |
||/1   x\ |  2*(2 + x)  + 6*x    12*log(-1 - x)|                 |   ||  log(-1 - x)          2                            |
|||- + -|*|------------------- + --------------|  for |2 + x| < 1|   ||- ----------- + ----------  for And(x >= -3, x < -1)|
||\2   4/ |       4          3             4   |                 |   ||           3             2                          |
||        \(2 + x)  - (2 + x)       (2 + x)    /                 |   ||    (2 + x)     3*(2 + x)                           |
||                                                               |   ||                                                    |
||                 oo                                            |   ||        oo                                          |
|<               ____                                            | + |<      ____                                          |
||               \   `                                           |   ||      \   `                                         |
||                \             n                                |   ||       \           n                                |
||                 \   n*(2 + x)                                 |   ||        \   (2 + x)                                 |
||                 /   ----------                    otherwise   |   ||        /   --------               otherwise        |
||                /      3 + n                                   |   ||       /     3 + n                                  |
||               /___,                                           |   ||      /___,                                         |
\\               n = 0                                           /   ||      n = 0                                         |
                                                                     \\                                                    /
$$\begin{cases} \left(\frac{x}{4} + \frac{1}{2}\right) \left(\frac{6 x + 2 \left(x + 2\right)^{2}}{\left(x + 2\right)^{4} - \left(x + 2\right)^{3}} + \frac{12 \log{\left(- x - 1 \right)}}{\left(x + 2\right)^{4}}\right) & \text{for}\: \left|{x + 2}\right| < 1 \\\sum_{n=0}^{\infty} \frac{n \left(x + 2\right)^{n}}{n + 3} & \text{otherwise} \end{cases} + \begin{cases} \frac{- \frac{3 x}{2} - 6}{3 \left(x + 2\right)^{2}} - \frac{\log{\left(- x - 1 \right)}}{\left(x + 2\right)^{3}} & \text{for}\: x \geq -3 \wedge x < -1 \\\sum_{n=0}^{\infty} \frac{\left(x + 2\right)^{n}}{n + 3} & \text{otherwise} \end{cases}$$
Piecewise(((1/2 + x/4)*((2*(2 + x)^2 + 6*x)/((2 + x)^4 - (2 + x)^3) + 12*log(-1 - x)/(2 + x)^4), |2 + x| < 1), (Sum(n*(2 + x)^n/(3 + n), (n, 0, oo)), True)) + Piecewise((-log(-1 - x)/(2 + x)^3 + (-6 - 3*x/2)/(3*(2 + x)^2), (x >= -3)∧(x < -1)), (Sum((2 + x)^n/(3 + n), (n, 0, oo)), True))

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie