Sr Examen

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



=

Solución

Ha introducido [src]
  oo               
____               
\   `              
 \     n           
  \   2           n
  /   --*(n + 1)*x 
 /    n            
/___,              
n = 1              
$$\sum_{n=1}^{\infty} x^{n} \frac{2^{n}}{n} \left(n + 1\right)$$
Sum(((2^n/n)*(n + 1))*x^n, (n, 1, oo))
Radio de convergencia de la serie de potencias
Se da una serie:
$$x^{n} \frac{2^{n}}{n} \left(n + 1\right)$$
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
$$a_{n} = \frac{2^{n} \left(n + 1\right)}{n}$$
y
$$x_{0} = 0$$
,
$$d = 1$$
,
$$c = 1$$
entonces
$$R = \lim_{n \to \infty}\left(\frac{2^{n} 2^{- n - 1} \left(n + 1\right)^{2}}{n \left(n + 2\right)}\right)$$
Tomamos como el límite
hallamos
$$R^{1} = \frac{1}{2}$$
$$R = 0.5$$
Respuesta [src]
//-log(1 - 2*x)  for And(x >= -1/2, x < 1/2)\   //    2*x                   \
||                                          |   ||  -------    for 2*|x| < 1|
||   oo                                     |   ||  1 - 2*x                 |
|| ____                                     |   ||                          |
|| \   `                                    |   ||  oo                      |
|<  \     n  n                              | + |< ___                      |
||   \   2 *x                               |   || \  `                     |
||   /   -----            otherwise         |   ||  \    n  n               |
||  /      n                                |   ||  /   2 *x     otherwise  |
|| /___,                                    |   || /__,                     |
\\ n = 1                                    /   \\n = 1                     /
$$\begin{cases} \frac{2 x}{1 - 2 x} & \text{for}\: 2 \left|{x}\right| < 1 \\\sum_{n=1}^{\infty} 2^{n} x^{n} & \text{otherwise} \end{cases} + \begin{cases} - \log{\left(1 - 2 x \right)} & \text{for}\: x \geq - \frac{1}{2} \wedge x < \frac{1}{2} \\\sum_{n=1}^{\infty} \frac{2^{n} x^{n}}{n} & \text{otherwise} \end{cases}$$
Piecewise((-log(1 - 2*x), (x >= -1/2)∧(x < 1/2)), (Sum(2^n*x^n/n, (n, 1, oo)), True)) + Piecewise((2*x/(1 - 2*x), 2*|x| < 1), (Sum(2^n*x^n, (n, 1, oo)), True))

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie