Evaluación de $\sum (-1)^{n+1} (n+1 + \frac{1}{n+1})/n!$

Question

Sea $a_{n}=n+\dfrac{1}{n}$ para $n \in \mathbb{N}$ . Hallar la suma de las series $$\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n+1}\dfrac{a_{n+1}}{n!}.$$ Esto se convierte en:

$$\begin{align} \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n+1}\Big[\dfrac{(n+1)+\dfrac{1}{n+1}}{n!}\Big] &\implies \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n+1}\Big[\dfrac{(n+1)}{n!}+\dfrac{1}{(1+n)!}\Big] \\ &\implies \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n+1}\dfrac{(n+1)}{n!}+\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n+1}\dfrac{1}{(1+n)!}\\ & \implies \sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n+1}\dfrac{(n+1)}{n!}+e^{-1}-1 \end{align}$$

No sé cómo simplificar más.

Answer 1

Pista: $\displaystyle\frac{n+1}{n!}=\frac1{(n-1)!}+\frac1{n!}$ .

Answer 2

$\begin{array}\\ \sum_{n=1}^{\infty} (-1)^{n+1} (n+1 + \frac{1}{n+1})/n! &=\sum_{n=2}^{\infty} (-1)^{n} \dfrac{n + \frac{1}{n}}{(n-1)!}\\ &=\sum_{n=2}^{\infty} (-1)^{n} \dfrac{n^2 + 1}{n!}\\ &=\sum_{n=2}^{\infty} (-1)^{n} \dfrac{n^2}{n!}+\sum_{n=2}^{\infty} (-1)^{n} \dfrac{1}{n!}\\ &=\sum_{n=2}^{\infty} (-1)^{n} \dfrac{n(n-1)+n}{n!}+e^{-1}\\ &=\sum_{n=2}^{\infty} (-1)^{n} \dfrac{n(n-1)}{n!}+\sum_{n=2}^{\infty} (-1)^{n} \dfrac{n}{n!}+e^{-1}\\ &=\sum_{n=2}^{\infty} (-1)^{n} \dfrac{1}{(n-2)!}+\sum_{n=2}^{\infty} (-1)^{n} \dfrac{1}{(n-1)!}+e^{-1}\\ &=\sum_{n=0}^{\infty} (-1)^{n+2} \dfrac{1}{n!}+\sum_{n=1}^{\infty} (-1)^{n+1} \dfrac{1}{n!}+e^{-1}\\ &=1+\sum_{n=1}^{\infty} ((-1)^{n+2}+(-1)^{n+1}) \dfrac{1}{n!}+e^{-1}\\ &=1+e^{-1}\\ \end{array} $

Answer 3

La suma es $\sum_{n\ge 0}(-1)^n(\frac{1}{n!}+\frac{1}{(n+1)!}+\frac{1}{(n+2)!})$ . Mientras que $\frac{1}{0!},\,\frac{1}{1!}$ tienen coeficientes respectivos $1,\,0$ cualquier otro $\frac{1}{n!}$ tiene coeficiente $\sum_{k=n-2}^{n}(-1)^k=(-1)^n$ . Así $\frac{1}{1!}$ es el único término que no recibe el mismo coeficiente que en $e^{-1}$ Puntuación $0$ en lugar de $-1$ . El resultado final es, por tanto $e^{-1}+1$ .