Enunciado

Encontre o raio de convergência e o intervalo de convergência da série.

14.

∑ n = 1 ∞ - 1 n x 2 n 2 n !

Passo 1

Show de bola, galera?

O enunciado diz pra gente analisar a série e descobrir o raio e o intervalo de convergência dela. Moleza, né?

Tá vendo aquele fatorial ali na série? Apareceu ele, vamos logo aplicar o Teste da Razão.

Lembra que ela pode ser representada dessa forma:

lim n → ∞ ⁡ a n + 1 a n

Se o resultado for < 1 , a série converge.

Se for > 1 ou = ∞ , então diverge.

E se for = 1 , nada podemos afirmar, inconclusivo.

Vamos logo definir quem é nosso a n :

a n = x 2 n 2 n !

Passo 2

Partiu então calcular nosso limite:

lim n → ∞ ⁡ a n + 1 a n

lim n → ∞ ⁡ x 2 n + 1 2 n + 1 ! x 2 n 2 n !

Divisão entre frações, repete a primeira e inverte a segunda (multiplicando!).

Depois iremos cancelar os termos DEPOIS de distribuir os expoentes para as bases:

lim n → ∞ ⁡ x 2 n × x 2 2 n + 2 ! × 2 n ! x 2 n

Resolvendo o limite acima, temos:

x 2 × lim n → ∞ ⁡ 2 n ! 2 n + 2 × 2 n + 1 × 2 n !

x 2 ∙ 0 = 0

Opa! Nosso limite deu zero para qualquer valor de x .

Logo, pelo Teste da Razão, como 0 < 1 , nossa série convergirá para todo e qualquer x ∈ R .

Nosso raio de convergência será R = ∞ e nosso intervalo de convergência será I = ( - ∞ , ∞ )

Resposta

R = ∞   e   I = ( - ∞ , ∞ )

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