Enunciado

Teste a série quanto a convergência ou divergência.

8.

∑ n = 1 ∞ - 1 n n n 3 + 2

Passo 1

Tudo show, galera?

A questão pede pra analisar a s��rie dada e classificar em convergente ou divergente.

Simbora resolver?

Primeiro, essa série tem cara de quê? Hummmmm... Isso mesmo! Série Alternada!

Ela tem essa cara aqui, ó:

∑ n = 1 ∞ - 1 n b n

Nesse caso, tem dois critérios pra gente testar e concluir se ela é convergente ou não:

i   b n + 1 ≤ b n

i i lim n → ∞ ⁡ b n = 0

Passo 2

Até aqui, beleza! Mas quem é esse nosso b n ?

Olha ele aí:

b n = n n 3 + 2

Beleza, vamos agora ver quem é nosso b n + 1 ?

b n + 1 = n + 1 ( n + 1 ) 3 + 2

Agora vamos analisar a primeira regra:

i   b n + 1 ≤ b n

n + 1 ( n + 1 ) 3 + 2 ≤ n n 3 + 2

Vamos multiplicar cruzado:

( n 3 + 2 ) × ( n + 1 ) ≤ ( n + 1 3 + 2 ) × n

Se você achar complicado fazer essa distribuição de n ' s por todo lado, substitui n = 2 , e veja a mágica acontecer:

( 2 3 + 2 ) × ( 2 + 1 ) ≤ ( 2 + 1 3 + 2 ) × 2

( 2 3 + 2 ) × ( 3 ) ≤ ( 3 3 + 2 ) × 2

3 10 ≤ 2 29

Essa condição é verdadeira? SIMMM!

Então até agora ela se mostra convergente.

Passo 3

Para a segunda condição, basta calcular o limite de b n

i i lim n → ∞ ⁡ b n = 0

lim n → ∞ ⁡ n n 3 + 2

Se eu substituir n = ∞ , o nosso limite vai ficar indeterminado ( ∞ ∞ ) , portanto precisamos manipular esse nosso b n .

Colocando em evidência n no denominador:

lim n → ∞ ⁡ n n 2 n + 2 n 2

Podemos colocar esse n 2 para fora da raiz, eliminando o expoente quadrado, e depois cancelando os termos.

lim n → ∞ ⁡ n n n + 2 n 2

lim n → ∞ ⁡ 1 n + 2 n 2

Agora sim! Substituindo n por , temos que:

lim n → ∞ ⁡ 1 ∞ + 2 ∞ 2

Como 2 ∞ , assim como 1 ∞ = 0 , então:

1 ∞ = 0

Epaaa, então nosso segundo critério, com limite = 0 é verdadeiro!

Portantooo, como a série obedece as duas regras do teste da série alternada, a série converge.

Resposta

∑ n = 1 ∞ - 1 n n n 3 + 2   é   c o n v e r g e n t e

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