Enunciado

Suponha que f seja uma função contínua, positiva e decrescente para x ≥ 1 e a n = f n . Desenhando uma figura, coloque em ordem crescente as três quantidades

∫ 1 6 f ( x ) d x     ∑ i = 1 5 a i                     ∑ i = 2 6 a i

Passo 1

Fala, galera? Tranquilo?

Vamos entender primeiro o que são essas quantidades olhando nossa imagem:

∫ 1 6 f ( x ) d x   é uma integral de uma função de 1 à 6, essa com a curva mostrada no desenho. Lembra do conceito de integral? Área abaixo da curva. Resumindo: essa integral representa a área abaixo da curva da função nesse intervalo.

∑ i = 1 5 a i significa a soma dos retângulos de área a i , que juntos formam nossa série nesse intervalo (1° figura).

∑ i = 2 6 a i     significa a soma dos triângulos de área a i que juntos formam nossa série nesse intervalo (2° figura).

Então, pessoal, nós vamos olhar essas imagens e comparar o valor de cada uma das suas séries com a área debaixo da curva de f x .

Passo 2

Galera, vamos começar olhando nosso primeiro desenho:

Perceba que ele mostra que os retângulos que representam a sequência de somas da série estão “para cima” da curva, estão sobrando. Ou seja, a área que teremos somando esses retângulos é maior que a área que temos abaixo da curva, então:

∫ 1 6 f ( x ) d x < ∑ i = 1 5 a i

Passo 3

Agora vamos fazer outro desenho:

Olhando pra ele, vemos que temos justamente o contrário da figura anterior. Como os retângulos estão “para baixo” da curva, a soma desses retângulos que é a nossa série será menor que a área que realmente temos abaixo da curva, ou seja, nossa integral. Portanto:

∑ i = 2 6 a i < ∫ 1 6 f x d x

Ou seja, podemos ordenar as quantidades assim:

∑ i = 2 6 a i < ∫ 1 6 f x d x < ∑ i = 1 5 a i

Resposta

∑ i = 2 6 a i < ∫ 1 6 f x d x < ∑ i = 1 5 a i

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Use o teste da integral para determinar se as séries nos Exercícios 1-10 convergem ou divergem. Certifique-se de que as condições do teste da integral sejam satisfeitas.
Use o teste da integral para determinar se as séries nos Exercícios 1-10 convergem ou divergem. Certifique-se de que as condições do teste da integral sejam satisfeitas. ∑ n = 1 ∞ 1 n 2
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