USP – Cálculo 4 – 2019 – P1 – Exercício 1
Considere as seguintes séries:
Podemos afirmar que:
a) Ambas as séries (A) e (B) são divergentes.
b) A série (A) é absolutamente convergente e a série (B) é divergente.
c) A série (A) é divergente e a série (B) é absolutamente convergente.
d) A série (A) é divergente e a série (B) é condicionalmente convergente.
e) Ambas as séries (A) e (B) são absolutamente convergentes.
Passo 1
Fala pessoal, vamos resolver mais uma questão de cálculo 4 da POLI? Partiu!!!
Essa é uma questão sobre convergência de séries alternadas. O enunciado forneceu duas séries:
Temos que verificar se elas convergem ou não e dizer qual é o tipo de convergência. Antes disso, lembre-se que toda série alternada pode ser escrita na forma
No caso da série (A), temos que
Vamos ver o que acontece com quando . Para isso, temos que escrever
Assim,
Fazendo , sabemos que
Esse é o limite fundamental que você nunca deve esquecer! Na verdade, o limite que você deve conhecer é
Mas note que se fizermos :
Quando , . Assim, o primeiro termo tende a e o segundo tende a . Logo,
Mas note que é esse termo elevado a . Assim, quando tende ao infinito, tende a elevado a (que está indo para o infinito). Esse limite explode! Assim,
Assim, o limite do termo geral da sequência fica oscilando entre :
Esse limite não existe! Mais que isso, esse limite não é zero! Sabemos que se o limite do termo geral da série não for para zero, a série é divergente! Com isso, já conseguimos afirmar que a série (A) é divergente!
Esse tipo de teste é muito útil para você provar que uma série é divergente, mas lembre-se: caso o limite fosse zero você nada poderia afirmar sobre a série...
Passo 2
Agora vamos olhar para a série (B):
Vamos tentar aplicar o teste da razão:
Nesse caso:
Assim,
Simplificando o que der para simplificar:
Sabemos que quando :
Assim,
Como , pelo teste da razão, a série (B) é absolutamente convergente!
Passo 3
Com isso, somos levados à alternativa C: a série (A) é divergente, mas a série (B) é absolutamente convergente! 😊
Resposta
Alternativa C.