Enunciado

Calcule a soma indicada, usando os Teoremas 5.4.2 até 5.4.7

∑ i = 1 n 4 i ² ( i - 2 )

Passo 1

Já vamos expandir esse termo geral para facilitar nossas vidas:

4 i ² ( i - 2 ) = 4 i 3 - 8 i 2

E nossa soma fica:

∑ i = 1 n 4 i 3 - 8 i 2

E agora aplicamos a regra da soma para separar o termo geral em duas somas:

= ∑ i = 1 n 4 i 3 - ∑ i = 1 n 8 i 2

Passo 2

Para a primeira soma extraímos a constante:

∑ i = 1 n 4 i 3 = 4 ∑ i = 1 n i 3

Aplicamos a regra da soma ∑ k = 1 n k 3 = 1 4 n 2 ( n + 1 ) 2 :

= 1 4 n 2 ( n + 1 ) 2

E multiplicamos pela constante do início do passo:

= 4 ⋅ 1 4 n 2 n + 1 2

= n 2 ( n + 1 ) 2

Passo 3

Para a segunda soma também extraímos a constante:

∑ i = 1 n 8 i 2 = 8 ∑ i = 1 n i 2

Aplicamos a regra da soma ∑ k = 1 n k 2 = 1 6 n ( n + 1 ) ( 2 n + 1 ) :

= 1 6 n n + 1 2 n + 1

E multiplicamos pela constante do início do passo:

= 8 ⋅ 1 6 n ( n + 1 ) ( 2 n + 1 )

= 4 3 n n + 1 2 n + 1

Passo 4

Finalmente, retomamos a soma principal:

∑ i = 1 n 4 i 2 i - 2 = ∑ i = 1 n 4 i 3 - ∑ i = 1 n 8 i 2

= n 2 n + 1 2 - 4 3 n n + 1 2 n + 1

= n 4 + 2 n 3 - 3 n 2 + - 8 n 3 - 4 n 3

= n 4 - 2 3 n 3 - 3 n 2 + - 4 n 3

Resposta

∑ i = 1 n 4 i 2 i - 2 = n 4 - 2 3 n 3 - 3 n 2 - 4 3 n

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Qual das seguintes alternativas expressa 1 - 2 + 4 - 8 + 16 - 32 sum_(k = 1)^6 ( - 2 )^(k - 1) sum_(k = 0)^5 (- 1)^k 2^k sum_(k = - 2)^3 ( - 1 )^(k + 1) 2^(k + 2)
Suponha que sum_(k = 1)^n a_k = 0 esum_(k = 1)^n b_k = 1 Determine os valores dea.sum_(k = 1)^n 8 a_k
Suponha que sum_(k = 1)^n a_k = - 5 sum_(k = 1)^n b_k = 6 Determine os valores de a.sum_(k = 1)^n 3 a_k
Expresse as somas nos Exercícios 11-16 em notação sigma. A forma de sua resposta dependerá da sua escolha quanto ao limite inferior do somatório. - 1 5 + 2 5 - 3 5 + 4 5 - 5 5
Calcule as somas nos Exercícios 19-32.19.a.sum_(k = 1)^(10) k