Sr Examen

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



=

Solución

Ha introducido [src]
  oo             
____             
\   `            
 \    2*n + 1   n
  \   --------*x 
  /          3   
 /    (n + 1)    
/___,            
n = 0            
n=0xn2n+1(n+1)3\sum_{n=0}^{\infty} x^{n} \frac{2 n + 1}{\left(n + 1\right)^{3}}
Sum(((2*n + 1)/(n + 1)^3)*x^n, (n, 0, oo))
Radio de convergencia de la serie de potencias
Se da una serie:
xn2n+1(n+1)3x^{n} \frac{2 n + 1}{\left(n + 1\right)^{3}}
Es la serie del tipo
an(cxx0)dna_{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:
Rd=x0+limnanan+1cR^{d} = \frac{x_{0} + \lim_{n \to \infty} \left|{\frac{a_{n}}{a_{n + 1}}}\right|}{c}
En nuestro caso
an=2n+1(n+1)3a_{n} = \frac{2 n + 1}{\left(n + 1\right)^{3}}
y
x0=0x_{0} = 0
,
d=1d = 1
,
c=1c = 1
entonces
R=limn((n+2)3(2n+1)(n+1)3(2n+3))R = \lim_{n \to \infty}\left(\frac{\left(n + 2\right)^{3} \left(2 n + 1\right)}{\left(n + 1\right)^{3} \left(2 n + 3\right)}\right)
Tomamos como el límite
hallamos
R1=1R^{1} = 1
R=1R = 1
Respuesta [src]
  //  /  8*polylog(3, x)   8*polylog(2, x)\              \                                             
  ||x*|- --------------- + ---------------|              |   //      polylog(3, x)                    \
  ||  |          2                 2      |              |   ||      -------------        for |x| <= 1|
  ||  \         x                 x       /              |   ||            x                          |
  ||---------------------------------------  for |x| <= 1|   ||                                       |
  ||                   8                                 |   ||  oo                                   |
  ||                                                     |   ||____                                   |
  ||         oo                                          |   ||\   `                                  |
2*|<       ____                                          | + |< \              n                      |
  ||       \   `                                         |   ||  \            x                       |
  ||        \               n                            |   ||   )  -------------------   otherwise  |
  ||         \           n*x                             |   ||  /        3            2              |
  ||          )  -------------------          otherwise  |   || /    1 + n  + 3*n + 3*n               |
  ||         /        3            2                     |   ||/___,                                  |
  ||        /    1 + n  + 3*n + 3*n                      |   ||n = 0                                  |
  ||       /___,                                         |   \\                                       /
  \\       n = 0                                         /                                             
{Li3(x)xforx1n=0xnn3+3n2+3n+1otherwise+2({x(8Li2(x)x28Li3(x)x2)8forx1n=0nxnn3+3n2+3n+1otherwise)\begin{cases} \frac{\operatorname{Li}_{3}\left(x\right)}{x} & \text{for}\: \left|{x}\right| \leq 1 \\\sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^{n}}{n^{3} + 3 n^{2} + 3 n + 1} & \text{otherwise} \end{cases} + 2 \left(\begin{cases} \frac{x \left(\frac{8 \operatorname{Li}_{2}\left(x\right)}{x^{2}} - \frac{8 \operatorname{Li}_{3}\left(x\right)}{x^{2}}\right)}{8} & \text{for}\: \left|{x}\right| \leq 1 \\\sum_{n=0}^{\infty} \frac{n x^{n}}{n^{3} + 3 n^{2} + 3 n + 1} & \text{otherwise} \end{cases}\right)
2*Piecewise((x*(-8*polylog(3, x)/x^2 + 8*polylog(2, x)/x^2)/8, |x| <= 1), (Sum(n*x^n/(1 + n^3 + 3*n + 3*n^2), (n, 0, oo)), True)) + Piecewise((polylog(3, x)/x, |x| <= 1), (Sum(x^n/(1 + n^3 + 3*n + 3*n^2), (n, 0, oo)), True))

    Ejemplos de hallazgo de la suma de la serie