Sr Examen

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



=

Solución

Ha introducido [src]
  oo                
____                
\   `               
 \         n + 1  n 
  \    (-1)     *x  
   )  --------------
  /            n + 1
 /    (n + 1)*3     
/___,               
n = 1               
$$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{\left(-1\right)^{n + 1} x^{n}}{3^{n + 1} \left(n + 1\right)}$$
Sum(((-1)^(n + 1)*x^n)/(((n + 1)*3^(n + 1))), (n, 1, oo))
Radio de convergencia de la serie de potencias
Se da una serie:
$$\frac{\left(-1\right)^{n + 1} x^{n}}{3^{n + 1} \left(n + 1\right)}$$
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
$$a_{n} = \frac{\left(-1\right)^{n + 1} \cdot 3^{- n - 1}}{n + 1}$$
y
$$x_{0} = 0$$
,
$$d = 1$$
,
$$c = 1$$
entonces
$$R = \lim_{n \to \infty}\left(\frac{3^{- n - 1} \cdot 3^{n + 2} \left(n + 2\right)}{n + 1}\right)$$
Tomamos como el límite
hallamos
$$R^{1} = 3$$
$$R = 3$$
Respuesta [src]
 //   /          /    x\\                          \ 
 ||   |    18*log|1 + -||                          | 
 ||   |6         \    3/|                          | 
 ||-x*|- - -------------|                          | 
 ||   |x          2     |                          | 
 ||   \          x      /                          | 
 ||-----------------------  for And(x <= 3, x > -3)| 
 ||           6                                    | 
 ||                                                | 
-|<    oo                                          | 
 ||  ____                                          | 
 ||  \   `                                         | 
 ||   \        n  -n  n                            | 
 ||    \   (-1) *3  *x                             | 
 ||    /   ------------            otherwise       | 
 ||   /       1 + n                                | 
 ||  /___,                                         | 
 ||  n = 1                                         | 
 \\                                                / 
-----------------------------------------------------
                          3                          
$$- \frac{\begin{cases} - \frac{x \left(\frac{6}{x} - \frac{18 \log{\left(\frac{x}{3} + 1 \right)}}{x^{2}}\right)}{6} & \text{for}\: x \leq 3 \wedge x > -3 \\\sum_{n=1}^{\infty} \frac{\left(-1\right)^{n} 3^{- n} x^{n}}{n + 1} & \text{otherwise} \end{cases}}{3}$$
-Piecewise((-x*(6/x - 18*log(1 + x/3)/x^2)/6, (x <= 3)∧(x > -3)), (Sum((-1)^n*3^(-n)*x^n/(1 + n), (n, 1, oo)), True))/3

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie