Suponha que $\sum_{n=0}^{\infty} c_{n} x^{n}$ convirja quando $x=-4$ e divirja quando $x=6$. O que pode ser dito sobre a convergência ou divergência das séries a seguir? a. $\sum_{n=0}^{\infty} c_{n}$ b. $\sum_{n=0}^{\infty} c_{n} 8^{n}$ c. $\sum_{n=0}^{\infty} c_{n}(-3)^{n}$ d. $\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^{n} c_{n} 9^{n}$
Passo 1
Vamos lá! Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma série de potências da forma
que converge quando
e diverge quando
. Nosso objetivo é descobrir se as séries listadas de a a d também convergem ou divergem, usando essas informações. Para isso, precisamos entender sobre raio de convergência e intervalo de convergência de séries de potências.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar o raio de convergência (
) da série original. Sabemos que a série converge para
e diverge para
. O raio de convergência é a distância do centro da série (que é
, já que temos
) até os extremos do intervalo onde a série converge.
A série converge em
, então
deve estar dentro do raio de convergência, ou seja,
.
A série diverge em
, então
está fora do raio de convergência, ou seja,
.
Portanto, sabemos que:
Passo 3
Com o raio de convergência entre 4 e 6, podemos determinar o intervalo de convergência da série. Sabendo que a série é centrada em
, o intervalo de convergência é:
Como
, o intervalo de convergência está entre
, mas sabemos que em
a série converge e em
diverge. Portanto, o intervalo de convergência está no mínimo entre
e algo menor que
.
Passo 4
Agora, vamos analisar cada uma das séries:
a.
Aqui, substituímos
, já que:
Precisamos verificar se
está dentro do intervalo de convergência. Como
, e
, então
está dentro do intervalo de convergência.
Portanto, a série converge.
b.
Aqui, temos
. Precisamos verificar se
está dentro do intervalo de convergência.
Sabemos que
, então
, e está fora do intervalo de convergência. Portanto, a série diverge.
c.
Aqui,
. Vamos verificar se
está dentro do intervalo de convergência.
Como
, e
, então
está dentro do intervalo de convergência. Portanto, a série converge.
d.
Aqui, temos
. Vamos verificar se
está dentro do intervalo de convergência.
Sabemos que
, e
, então
está fora do intervalo de convergência. Portanto, a série diverge.
Resposta
a. Converge
b. Diverge
c. Converge
d. Diverge
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<div>onde <span class="math-inline " data-overflow=“visible”>
<mjx-container class=“MathJax” jax=“SVG”><svg style=“vertical-align: -0.025ex;” xmlns=“http://www.w3.org/2000/svg” width=“1.02ex” height=“1.025ex” role=“img” focusable=“false” viewBox=“0 -442 451 453”><title>0 < r < 2 pi c / L</title><g stroke=“currentColor” fill=“currentColor” stroke-width=“0” transform=“scale(1,-1)”><g data-mml-node=“math”><g data-mml-node=“mi”><path data-c=“1D45F” d=“M21 287Q22 290 23 295T28 317T38 348T53 381T73 411T99 433T132 442Q161 442 183 430T214 408T225 388Q227 382 228 382T236 389Q284 441 347 441H350Q398 441 422 400Q430 381 430 363Q430 333 417 315T391 292T366 288Q346 288 334 299T322 328Q322 376 378 392Q356 405 342 405Q286 405 239 331Q229 315 224 298T190 165Q156 25 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 114 189T154 366Q154 405 128 405Q107 405 92 377T68 316T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z”></path></g></g></g></svg></mjx-container></span> é uma constante, <span class="math-inline ">
<mjx-container class=“MathJax” jax=“SVG”><svg style=“vertical-align: -0.566ex;” xmlns=“http://www.w3.org/2000/svg” width=“14.258ex” height=“2.262ex” role=“img” focusable=“false” viewBox=“0 -750 6302.1 1000”><g stroke=“currentColor” fill=“currentColor” stroke-width=“0” transform=“scale(1,-1)”><g data-mml-node=“math”><g data-mml-node=“mn”><path data-c=“30” d=“M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z”></path></g><g data-mml-node=“mo” transform=“translate(777.8,0)”><path data-c=“3C” d=“M694 -11T694 -19T688 -33T678 -40Q671 -40 524 29T234 166L90 235Q83 240 83 250Q83 261 91 266Q664 540 678 540Q681 540 687 534T694 519T687 505Q686 504 417 376L151 250L417 124Q686 -4 687 -5Q694 -11 694 -19Z”></path></g><g data-mml-node=“mi” transform=“translate(1833.6,0)”><path data-c=“1D45F” d=“M21 287Q22 290 23 295T28 317T38 348T53 381T73 411T99 433T132 442Q161 442 183 430T214 408T225 388Q227 382 228 382T236 389Q284 441 347 441H350Q398 441 422 400Q430 381 430 363Q430 333 417 315T391 292T366 288Q346 288 334 299T322 328Q322 376 378 392Q356 405 342 405Q286 405 239 331Q229 315 224 298T190 165Q156 25 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 114 189T154 366Q154 405 128 405Q107 405 92 377T68 316T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z”></path></g><g data-mml-node=“mo” transform=“translate(2562.3,0)”><path data-c=“3C” d=“M694 -11T694 -19T688 -33T678 -40Q671 -40 524 29T234 166L90 235Q83 240 83 250Q83 261 91 266Q664 540 678 540Q681 540 687 534T694 519T687 505Q686 504 417 376L151 250L417 124Q686 -4 687 -5Q694 -11 694 -19Z”></path></g><g data-mml-node=“mn” transform=“translate(3618.1,0)”><path data-c=“32” d=“M109 429Q82 429 66 447T50 491Q50 562 103 614T235 666Q326 666 387 610T449 465Q449 422 429 383T381 315T301 241Q265 210 201 149L142 93L218 92Q375 92 385 97Q392 99 409 186V189H449V186Q448 183 436 95T421 3V0H50V19V31Q50 38 56 46T86 81Q115 113 136 137Q145 147 170 174T204 211T233 244T261 278T284 308T305 340T320 369T333 401T340 431T343 464Q343 527 309 573T212 619Q179 619 154 602T119 569T109 550Q109 549 114 549Q132 549 151 535T170 489Q170 464 154 447T109 429Z”></path></g><g data-mml-node=“mi” transform=“translate(4118.1,0)”><path data-c=“1D70B” d=“M132 -11Q98 -11 98 22V33L111 61Q186 219 220 334L228 358H196Q158 358 142 355T103 336Q92 329 81 318T62 297T53 285Q51 284 38 284Q19 284 19 294Q19 300 38 329T93 391T164 429Q171 431 389 431Q549 431 553 430Q573 423 573 402Q573 371 541 360Q535 358 472 358H408L405 341Q393 269 393 222Q393 170 402 129T421 65T431 37Q431 20 417 5T381 -10Q370 -10 363 -7T347 17T331 77Q330 86 330 121Q330 170 339 226T357 318T367 358H269L268 354Q268 351 249 275T206 114T175 17Q164 -11 132 -11Z”></path></g><g data-mml-node=“mi” transform=“translate(4688.1,0)”><path data-c=“1D450” d=“M34 159Q34 268 120 355T306 442Q362 442 394 418T427 355Q427 326 408 306T360 285Q341 285 330 295T319 325T330 359T352 380T366 386H367Q367 388 361 392T340 400T306 404Q276 404 249 390Q228 381 206 359Q162 315 142 235T121 119Q121 73 147 50Q169 26 205 26H209Q321 26 394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 83T391 55T346 25T282 0T202 -11Q127 -11 81 37T34 159Z”></path></g><g data-mml-node=“TeXAtom” data-mjx-texclass=“ORD” transform=“translate(5121.1,0)”><g data-mml-node=“mo”><path data-c=“2F” d=“M423 750Q432 750 438 744T444 730Q444 725 271 248T92 -240Q85 -250 75 -250Q68 -250 62 -245T56 -231Q56 -221 230 257T407 740Q411 750 423 750Z”></path></g></g><g data-mml-node=“mi” transform=“translate(5621.1,0)”><path data-c=“1D43F” d=“M228 637Q194 637 192 641Q191 643 191 649Q191 673 202 682Q204 683 217 683Q271 680 344 680Q485 680 506 683H518Q524 677 524 674T522 656Q517 641 513 637H475Q406 636 394 628Q387 624 380 600T313 336Q297 271 279 198T252 88L243 52Q243 48 252 48T311 46H328Q360 46 379 47T428 54T478 72T522 106T564 161Q580 191 594 228T611 270Q616 273 628 273H641Q647 264 647 262T627 203T583 83T557 9Q555 4 553 3T537 0T494 -1Q483 -1 418 -1T294 0H116Q32 0 32 10Q32 17 34 24Q39 43 44 45Q48 46 59 46H65Q92 46 125 49Q139 52 144 61Q147 65 216 339T285 628Q285 635 228 637Z”></path></g></g></g></svg></mjx-container></span>. Use separação de variáveis para resolver a equação.</div>
</body></html>
Determine o intervalo de convergência da série de Maclaurin da função
e calcule
.
<html><head></head><body><div>Mostre que o raio de convergência da série de Maclaurin da função <span class="math-inline ">
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