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Encontre os quatro primeiros elementos da sequência de somas parciais...e obtenha uma fórmula...
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Autor:  Riber [ 02 mar 2016, 02:14 ]
Título da Pergunta:  Encontre os quatro primeiros elementos da sequência de somas parciais...e obtenha uma fórmula...

Amigos do Fórum de Matemática.
Preciso da ajuda de vocês para resolver esta questão.

Encontre os quatro primeiros elementos da sequência de somas parciais \((S_{n})\), e obtenha uma fórmula para \(S_{n}\) em termos de n. Determine também se a série infinita é convergente ou divergente, se for convergente, encontre a sua soma:

\(\sum_{n=1}^{\infty }\frac{1}{(4n-3)(4n+1)}\)

Grato.

:) RIBER :)

Autor:  Sobolev [ 02 mar 2016, 18:24 ]
Título da Pergunta:  Re: Encontre os quatro primeiros elementos da sequência de somas parciais...e obtenha uma fórmula...

Comece por notar que notar que

\(\sum_{n=1}^{+\infty} \frac{1}{(4n-3)(4n+1)} = \frac 14 \sum_{n=1}^{+\infty} \left(\frac{1}{4n-3}-\frac{1}{4n+1}\right)=
\frac 14 \left( (\frac 11 - \frac{1}{5}) + (\frac{1}{5} - \frac{1}{9}) + (\frac{1}{9}-\frac{1}{13}) + \cdots + \right) = \frac 14 \left(1 -\lim \frac{1}{4n+1}\right) = \frac 14\)

(Trata-se de uma série de Mengoli)

Autor:  Riber [ 03 mar 2016, 00:20 ]
Título da Pergunta:  Re: Encontre os quatro primeiros elementos da sequência de somas parciais...e obtenha uma fórmula...

Sobolev,

Desculpa se minha pergunta é muito absurda, mas os quatro primeiros elementos da sequência de somas parciais, onde estão? Essa série é convergente ou divergente?

:)

Autor:  Sobolev [ 03 mar 2016, 09:30 ]
Título da Pergunta:  Re: Encontre os quatro primeiros elementos da sequência de somas parciais...e obtenha uma fórmula...  [resolvida]

No enunciado apenas pedem para calcular as primeiras quatro somas parciais de modo a que se perceba qual vai ser a fórmula para \(S_n\)... pode encontrar essas somas na segunda linha do meu post anterior:

\(S_1 = \frac 14 (\frac 11 - \frac 15)
S_2 = \frac 14 ((\frac 11 - \frac 15)+(\frac 15 - \frac 19)) = \frac 14 (1- \frac 19)
S_3 = S_2 + \frac 14 (\frac 19 - \frac{1}{13}) = \frac 14 - \frac{1}{13}
S_4 = S_3 + \frac 14 (\frac{1}{13} - \frac{1}{17}) = \frac 14 (1- \frac{1}{17})
\vdots
S_n = \frac 14 (1- \frac{1}{4n+1})\)

Ora, tendo agora expressão de \(S_n\) podemos ver que \(\lim S_n = \frac 14\). Como uma série se diz convergente justamente se a sucessão das somas parcias for convergente, concluimos ue esta série é convergente (e que a sua soma é 1/4).

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