Enunciado

Seja α um real dado, com 0 < α < 1 . Utilizando 3, conclua que

lim n → + ∞ ⁡ α α - 1 α - 2 … ( α - n + 1 ) n ! = 0

Passo 1

Meus lindos e minhas lindas, vamos lá?

Sendo a n = α α - 1 α - 2 … ( α - n + 1 ) n ! a lei de formação da série:

∑ n = 1 + ∞ a n

Se garantirmos que a série é convergente, por consequência, garantiremos que lim n → + ∞ ⁡ α α - 1 α - 2 … ( α - n + 1 ) n ! = 0 .

Para tal, vamos fazer uso do critério de Raabe, para a série:

∑ n = 1 + ∞ a n

L = lim n → + ∞ ⁡ n 1 - a n + 1 a n

a) L > 1   o u   L = + ∞ ⇒ a série é convergente.

b) L < 1   o u   L = - ∞ ⇒ a série é divergente

c) L = 1 o critério é inconclusivo.

Vamos!

L = lim n → + ∞ n ( 1 - ⁡ α α - 1 α - 2 … ( α - n + 1 ) ( α - n ) ( n + 1 ) ! ∙ n ! α α - 1 α - 2 … α - n + 1 ) =  

= lim n → + ∞ n ( 1 - ⁡ ( α - n ) n + 1 ) =   lim n → + ∞ n ( ⁡ 2 n + 1 - α n + 1 ) =

Agora, para resolvermos o limite com n → + ∞ , vamos fazer o uso da regra do expoente:

= lim n → + ∞ n 2 n ⁡ ( 2 + 1 - α n ) 1 + 1 n   = 2 l i m n → + ∞ n = L = + ∞

Com isso, pelo critério, sabemos que a série é convergente.

Passo 2

Mas, ora ora senhores...

Garantimos que a série dada por

∑ n = 1 + ∞ a n

é convergente.

Sendo a n :

a n = α α - 1 α - 2 … ( α - n + 1 ) n !

Por consequência:

lim n → + ∞ a n = lim n → + ∞ ⁡ α α - 1 α - 2 … ( α - n + 1 ) n ! = 0

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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