Sr Examen

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Suma de la serie (x-2)^n/(n+1)4^n



=

Solución

Ha introducido [src]
  oo             
____             
\   `            
 \           n   
  \   (x - 2)   n
  /   --------*4 
 /     n + 1     
/___,            
n = 1            
$$\sum_{n=1}^{\infty} 4^{n} \frac{\left(x - 2\right)^{n}}{n + 1}$$
Sum(((x - 2)^n/(n + 1))*4^n, (n, 1, oo))
Radio de convergencia de la serie de potencias
Se da una serie:
$$4^{n} \frac{\left(x - 2\right)^{n}}{n + 1}$$
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
$$a_{n} = \frac{4^{n}}{n + 1}$$
y
$$x_{0} = 2$$
,
$$d = 1$$
,
$$c = 1$$
entonces
$$R = 2 + \lim_{n \to \infty}\left(\frac{4^{n} 4^{- n - 1} \left(n + 2\right)}{n + 1}\right)$$
Tomamos como el límite
hallamos
$$R^{1} = \frac{9}{4}$$
$$R = 2.25$$
Respuesta [src]
/           /      1        log(9 - 4*x)\                            
|(-4 + 2*x)*|- ---------- - ------------|  for And(x >= 7/4, x < 9/4)
|           |  2*(-2 + x)             2 |                            
|           \               8*(-2 + x)  /                            
|                                                                    
|             oo                                                     
|           ____                                                     
<           \   `                                                    
|            \     n         n                                       
|             \   4 *(-2 + x)                                        
|             /   ------------                     otherwise         
|            /       1 + n                                           
|           /___,                                                    
|           n = 1                                                    
\                                                                    
$$\begin{cases} \left(2 x - 4\right) \left(- \frac{1}{2 \left(x - 2\right)} - \frac{\log{\left(9 - 4 x \right)}}{8 \left(x - 2\right)^{2}}\right) & \text{for}\: x \geq \frac{7}{4} \wedge x < \frac{9}{4} \\\sum_{n=1}^{\infty} \frac{4^{n} \left(x - 2\right)^{n}}{n + 1} & \text{otherwise} \end{cases}$$
Piecewise(((-4 + 2*x)*(-1/(2*(-2 + x)) - log(9 - 4*x)/(8*(-2 + x)^2)), (x >= 7/4)∧(x < 9/4)), (Sum(4^n*(-2 + x)^n/(1 + n), (n, 1, oo)), True))

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie