Sr Examen

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



=

Solución

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

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie