Determine a razão e a soma da série geométrica convergente .
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente encontrar a razão e a soma de uma série geométrica que é convergente. A série dada é . Então, primeiro, vamos entender o que é uma série geométrica e quais informações precisamos para resolver isso. Uma série geométrica é uma soma de termos onde cada termo é obtido multiplicando o termo anterior por uma constante chamada razão (). Para encontrar a soma dessa série, precisamos saber qual é essa razão e garantir que a série realmente converge, ou seja, que a soma não “exploda” para o infinito.
Passo 2
Vamos simplificar a expressão geral do termo da série para identificar a razão. O termo geral é . Podemos reescrever isso assim:
Então, a série fica:
Agora, fica claro que a série geométrica tem a razão .
Passo 3
Para uma série geométrica ser convergente, a razão precisa satisfazer . No nosso caso, , e , então a série realmente converge. Isso significa que podemos usar a fórmula da soma da série geométrica para calcular o valor total dessa série.
Passo 4
A fórmula para a soma de uma série geométrica infinita que converge é:
Onde é o primeiro termo da série e é a razão. Vamos identificar na nossa série. Quando :