Decida se cada uma das séries converge ou diverge. Justifique sua resposta: .
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que o exercício pede. Temos uma série infinita dada por:
Queremos saber se essa série converge (ou seja, se a soma chega a um valor finito) ou diverge (não chega a um valor finito). Para resolver isso, vamos usar o Teste da Raiz, que é muito útil para analisar séries com termos envolvendo potências como .
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar rapidamente o que é o Teste da Raiz. Esse teste nos diz que, para a série , calculamos:
Se , a série converge.
Se , a série diverge.
Se , o teste não conclui nada.
No nosso caso, o termo geral é:
Vamos aplicar o Teste da Raiz a esse termo.
Passo 3
Aplicando a fórmula do Teste da Raiz:
Simplificando as raízes:
Então:
Passo 4
Agora, vamos calcular esse limite:
Sabemos que, conforme cresce sem limite, tende a 0, porque o denominador aumenta enquanto o numerador permanece constante.
Passo 5
Com e sabendo que , pelo Teste da Raiz, concluímos que a série converge.