Enunciado

Use o comando de frações parciais em seu SCA para encontrar uma expressão conveniente para a soma parcial; então utilize essa expressão para encontrar a soma da série. Verifique sua resposta usando o SCA para somar a série diretamente.

∑ n = 3 ∞ 1 n 5 - 5 n 3 + 4 n

Passo 1

Fala, amigos! Como estão?

A questão pede para usarmos um software de computação algébrica para encontrar uma expressão para nossa soma parcial s n e depois vamos precisar achar a soma usando a expressão que o programa nos deu.

Por fim, vamos pedir para o mesmo software nos dar a soma da série diretamente e vamos comparar os resultados.

Alguns exemplos de programas que você pode usar aqui são: Maple, Mathematica e Derive.

Vamos dar uma olhada nesse processo!

Passo 2

Para achar a soma s n podemos usar aqui no caso o Maple. Então para achar essa expressão para a soma usarmos o código: convert (f,parfrac), que equivale a transformar nossa série em frações parciais. O software retorna para nós:

1 n 5 - 5 n 3 + 4 n = 1 24 ∑ n = 3 ∞ 1 n - 2 + 1 n + 2 - 4 n - 1 - 4 n + 1 + 6 n

Passo 3

Calculando o valor da soma coma expressão que obtivemos. Abrindo a soma de 1 até o enésimo termo:

1 24 1 1 - 4 2 + 6 3 - 4 4 + 1 5 + … + 1 n - 2 - 4 n - 1 + 6 n - 4 n + 1 + 1 n + 2 P o d e m o s   v e r   q u e   o s   t e r m o s   c o m   d e n o m i n a d o r   5   o u   m a i o r   v ã o   t e r   t e r m o s   i g u a i s ,   m a s   d e   s i n a i s   o p o s t o s ,   o u   s e j a ,   v ã o   s e   c a n c e l a r ,   e x c e t o   a l g u n s   t e r m o s   c o m   n de denominador. Então com n → ∞ , ficamos com:

s n = 1 24 1 1 - 3 2 + 3 3 - 1 4 = 1 24 1 4 = 1 96

Passo 4

Por fim, usamos o software novamente com a função sum (f,n=1..infinity) no Maple e vemos que bate com nossa soma encontrada acima.

Resposta

A soma da série é:

1 96

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