Enunciado

27-42. Determine se a série é convergente ou divergente. Se for convergente, calcule sua soma.

29.   ∑ k = 2 ∞ k 2 k ² - 1

Passo 1

Fala, galerinha! Tudo tranquilo?

Então galera, para determinarmos se a série é convergente ou divergente devemos fazer o teste de divergência. Nesse teste descobriremos se a série em questão é divergente ou não:

Sabemos que a série ∑ n = 1 ∞ a n diverge se lim n → ∞ ⁡ a n ≠ 0 ou não existir.

Caso lim n → ∞ ⁡ a n = 0 a série tem grandes chances de convergir. Isso não garante que a série converge; outros testes podem ser necessários para determinar a convergência.

Com teoria necessária em mãos, então vamo passo a passo!

Passo 2

Aplicando o teste de divergência, teremos:

lim k → ∞ ⁡ k 2 k ² - 1

Dividindo todos os termos por k ² que é a maior potência do denominador. Assim vamos ficar só com um termo na nossa sequência em função de k ao invés dos dois termos que temos inicialmente. Fica beeem mais simples, né?

lim k → ∞ ⁡ k 2 k 2 k 2 k 2 - 1 k 2 = lim n → ∞ ⁡ 1 1 - 1 k 2

Vemos então que quanto mais k 2 cresce mais 1 k 2 tende a zero. Aplicando o limite, teremos como resultado:

lim n → ∞ ⁡ 1 1 - 1 k 2 = 1 1 - 0 = 1

Ou seja:

lim k → ∞ ⁡ k 2 k ² - 1 = 1

Como lim n → ∞ ⁡ a n ≠ 0 , então podemos concluir que a série é divergente.

Resposta

∑ k = 2 ∞ k 2 k ² - 1   é   d i v e r g e n t e

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