Enunciado

Suponha f : [ 1 , + ∞ [ → R contínua, descrescente e positiva. Inspirado no método de Fermat (veja Exercício 22 da Seção 2.1) suponho E > 1 , mostre que

∑ k = 0 + ∞ E k f E k   c o n v e r g e n t e   ⟹ ∫ 1 + ∞ f x d x   c o n v e r g e

Passo 1

Vamos antes de mais nada, abrir nossa somatória para podermos analisar melhor.

Então tome que

∑ k = 0 + ∞ E k f E k = f 1 + E f E + E 2 f E 2 + … +

Supondo descrever nossa função como

Onde os pontos vermelhos, são referentes aos nossos termos da somatória. Podemos escrever uma nova somatória dada por

∑ k = 0 + ∞ E - 1 E k f E k = E - 1 ∑ k = 0 + ∞ E k f E k ≥ ∫ 1 + ∞ f x d x

Então temos que, se nossa somatatória for convergente, então pelo teste da comparação, temos que nossa função também será convergente.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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