Sr Examen

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



=

Solución

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

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie