Enunciado

Teste de Raabe (ou Gauss) - O seguinte teste, que apresentamos sem prova, é uma extensão do teste da razão.

Teste de Raabe: Se ∑ n = 1 ∞ u n é uma série de constantes positivas e existirem constantes C, K e N tais que

u n u n + 1 = 1 + C n + f n n 2

Onde f ( n ) < K para n ≥ N , então ∑ n = 1 ∞ u n converge se C > 1 e diverge se C ≤ 1 . Mostre que os resultados do teste de Raabe concordam com o que você sabe sobre as séries   ∑ n = 1 ∞ 1 n 2 e ∑ n = 1 ∞ 1 n .

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

A tarefa é mostrar que a série converge usando o teste de Raabe.

∑ n = 1 ∞ u n → u n u n + 1 = 1 + C n + f n n 2

Onde a série vai convergir se C > 1 e divergir se C ≤ 1 .

Passo 2

A – A série neste caso é

∑ n = 1 ∞ 1 n 2

O termo u n é igual a 1 n 2 . Sabemos que a série converge porque é uma série p com p = 2 > 1 . Executando o teste de Raabe para verificar o teste, nós temos que

u n u n + 1 = 1 n 2 ∙ n + 1 2 1 = n + 1 2 n 2

Desenvolvendo os termos

u n u n + 1 = n 2 + 2 n + 1 n 2 = n 2 n 2 + 2 n n 2 + 1 n 2

Com isso, nós temos que

u n u n + 1 = 1 + 2 n + 1 n 2

Portanto, para este caso

C = 2 ∴

Como C = 2 > 1 , a série vai convergir, o que está correto!

Passo 3

B – A série para este caso

∑ n = 1 ∞ 1 n .  

Onde u n = 1 n . Sabemos que a série diverge porque é uma série harmônica ou uma série p com p = 1 ≤ 1 . Fazendo o uso do teste de Raabe para verificar a divergência, temos que

u n u n + 1 = 1 n 2 ∙ n + 1 1 = n + 1 n

Desenvolvendo os termos

u n u n + 1 = n n + 1 n + 0 n 2

Portanto, para este caso

C = 1 ∴

Como C = 1 ≤ 1 , a série vai divergir, o que está correto!

Resposta

Respondido acima!

Exercícios de Livros Relacionados

Prove que tanto a sequência { x n } quanto a série ∑ k = 1 ∞ ( x k + 1 - x k ) convergem ou divergem, simultaneamente.
Nos Exercícios 41-50, (a) encontre o raio e o intervalo de convergência da série. Em seguida, identifique os valores de x para os quais a série converge (b) absolutamente e (c) condicionalmente.50. ∑
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Nos Exercícios 41-50, (a) encontre o raio e o intervalo de convergência da série. Em seguida, identifique os valores de x para os quais a série converge (b) absolutamente e (c) condicionalmente.46. ∑