Encontre o raio de convergência e o intervalo de convergência da série.

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos encontrar o raio de convergência e o intervalo de convergência da série . Isso cai na área de séries infinitas e, mais especificamente, séries de potências. Para resolver isso, vamos usar o teste da razão para descobrir o raio de convergência.

Passo 2

A série que temos é . O nosso primeiro passo vai ser aplicar o teste da razão. Para isso, precisamos considerar o termo geral da série, que é . O próximo passo é calcular o limite da razão entre o termo e .
Primeiro, vamos encontrar :
Agora, vamos calcular a razão:
Agora, precisamos calcular o limite quando tende ao infinito:
Quando simplificamos isso, sabemos que quando é muito grande. Então temos:
Portanto, temos:

Passo 3

De acordo com o teste da razão, a série converge se:
Então, o raio de convergência é 1. Agora, precisamos descobrir o intervalo de convergência. Precisamos testar as extremidades e .
Para , a série se torna:
Essa série diverge, pois é uma série com .
Para , a série se torna:
Essa é uma série alternada e podemos aplicar o critério da série alternada. O limite do termo geral tende a zero conforme tende ao infinito. Como é decrescente e tende a zero, essa série converge.

Resposta

O raio de convergência é e o intervalo de convergência é , ou seja, a série converge para entre e , incluindo e excluindo .

Exercícios relacionados

Encontre o raio de convergência e o intervalo de convergência da série.
Encontre o raio de convergência e o intervalo de convergência da série.
Uma fonte emite luz de e 531,81 nm. (a) Que número mínimo de linhas é necessário para uma grade que resolva os dois comprimentos de onda no espectro de primeira ordem?
A luz coerente com comprimento de onda de 450 nm cai em uma fenda dupla. Em uma tela a 1,80 m de distância, a distância entre as franjas escuras é de . Qual é a separação das fendas?