Enunciado

Teste a convergência ou divergência das séries.

3.

∑ n = 1 ∞ - 1 n n n + 2

Passo 1

Pessoal, tudo certinho?

O enunciado joga na cara da gente essa série doida e quer que a gente analise e classifique ela como convergente ou divergente, pelo método mais útil.

Olha direitinho pra essa série. Percebeu aquele - 1 n ?

Quando aquilo aparece, se trata de uma Série Alternada!

Então vamos usar o Teste da Série Alternada.

Vamos lembrar que para que a série venha a convergir por esse método, ela precisa obedecer a dois critérios:

i b n + 1 ≤ b n

i i lim n → ∞ ⁡ b n = 0

Mas quem é esse b n ?

b n = n n + 2

Beleza? Então agora vamos testar cada um deles.

Passo 2

Pelo primeiro critério:

b n + 1 ≤ b n

n + 1 n + 1 + 2 ≤ n n + 2

Multiplicando pelos extremos:

n + 1 × n + 2 ≤ n × n + 3

n 2 + 3 n + 2 ≤ n 2 + 3

Isso é verdade, gente? Não!

Portanto, por esse requisito, essa série não é convergente, hein?

Vamos analisar o próximo critério.

Passo 3

Pelo segundo critério:

l i m n → ∞   b n = 0

l i m n → ∞ n n + 2

Se substituirmos, ficará um limite indeterminado ∞ / ∞ . Por isso precisamos manipular nossa expressão dentro do limite.

Colocando n   em evidência e cancelando:

l i m n → ∞ n n 1 + 2 n

l i m n → ∞ 1 1 + 2 n

Como 2 ∞ tende a zero:

1 1 + 0 = 1

Não! O limite não é 0 , então não podemos afirmar que é convergente por meio desse teste.

Logo, se pelos dois critérios ele não converge, nossa série só pode ser divergente!

Resposta

∑ n = 1 ∞ - 1 n n n + 2   é   d i v e r g e n t e .

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