Enunciado

Os termos de uma série são definidos recursivamente pelas equações:

a 1 = 2       a n + 1 = 5 n + 1 4 n + 3 a n

Determine de ∑ a n converge ou diverge.

Passo 1

Oi, pessoal! Suavidade?

Vamos determinar se a série ∑ a n   converge ou diverge. Para isso vamos usar o Teste da Razão.

Vamos relembrar o Teste da Razão: calculamos o limite:

lim n → ∞ ⁡ a n + 1 a n = L      

Se:

  • L < 1 → a série ∑ a n é absolutamente convergente (e, portanto, convergente).
  • L > 1 → a série ∑ a n é divergente
  • L = 1 → o teste é inconclusivo.

Você pode ter notado que temos expressão para a n + 1 mas não temos expressão para a n , né? Mas nota que nosso limite ali do teste da razão, ele tem a n no denominador, assim esse termo vai ser cancelado.

Vamos pra resolução!

Passo 2

Aqui para a nossa série vamos ter:

a n + 1 a n = 5 n + 1 4 n + 3 . a n a n  

Agora podemos cancelar o termo a n e retirar o módulo, já que só teremos valores positivos para nossa fração:

a n + 1 a n = 5 n + 1 4 n + 3

Calculando:

lim n → ∞ ⁡ a n + 1 a n =   l i m n → ∞ 5 n + 1 4 n + 3

Dividindo o numerador e o denominador por n para simplificar a fração, teremos:

l i m n → ∞ 5 + 1 n 4 + 3 n = l i m n → ∞ 5 + 0 4 + 0 = 5 4

Pelo fato de L = 5 4 > 1 , temos que a série diverge.

Resposta

A série diverge.

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