Enunciado

Teste a convergência ou divergência da série:

∑ n = 2 ∞ - 1 n - 1 n - 1

Passo 1

Olá pessoal, tudo bem?

Nesse exercício vamos analisar a convergência da série ∑ n = 2 ∞ - 1 n - 1 n - 1 .

Podemos observar que esta série é alternada porque o termo - 1 n - 1 , que alterna os sinais dos termos da série. Por isso, vamos utilizar o Teste da Série Alternada para determinar sua convergência.

O teste da série alternada diz que uma série ∑ n = 1 ∞ - 1 n a n converge se:

  1. a n é uma sequência decrescente.
  2. l i m n → ∞ a n = 0 .

Passo 2

Vamos verificar se a n = 1 n - 1 é decrescente. Para isso, podemos analisar a função diretamente.

Considerando f ( n ) = 1 n - 1 , podemos observar que à medida que n aumenta, n também aumenta, fazendo com que n - 1 aumente e, consequentemente, 1 n - 1 diminua.

Portanto, 1 n - 1 é uma função decrescente para n ≥ 2 .

Embora o critério do nosso teste exija que a série seja decrescente sempre, isso não vai influenciar, porque o que importa pra convergência é o comportamento no final da série.

Passo 3

Agora, verificando se l i m n → ∞ a n = 0

lim n → ∞ ⁡ a n = lim n → ∞ ⁡ 1 n - 1

À medida que n cresce, n cresce mais rapidamente que 1 , então:

lim n → ∞ ⁡ 1 n - 1 = 0

Como os dois critérios do teste da série alternada foram satisfeitos, então a série é convergente.

Resposta

Pelo teste da série alternada, a série é convergente.

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