3 votos

Convergencia de $\sum_{n=1}^{\infty}f(n)$ $\iff $ convergencia de $\int_1^{\infty}$ f(x)dx

F es un valor real $C^1$ en [0, $\infty$ ]. Supongamos que $\int_1^{\infty}|f'(x)|dx$ converge. Demuestre que la convergencia de $\sum_{n=1}^{\infty}f(n)$ $\iff $ convergencia de $\int_1^{\infty}$ f(x)dx.

Mi pensamiento es el siguiente: $\int_1^{\infty}|f'(x)|dx$ converge $\Rightarrow$ $\sum_{n=1}^{\infty}\int_n^{n+1}|f'(x)|dx $ converge $\Rightarrow$ $\lim_{n \to \infty} \int_n^{n+1}|f'(x)|dx = 0$ $\Rightarrow$ $\lim_{x \to \infty}f'(x) = 0$

Si $\sum_{n=1}^{\infty}f(n)$ convergen, entonces $\lim_{n \to \infty}f(n) = 0$ $\Rightarrow$ $\forall \epsilon>0$ , $\exists n_0 >0$ tal que n> $n_0$ $\Rightarrow$ $|f(n)|<\epsilon$ .

Entonces no sé qué continuar.

3voto

mlu Puntos 594

Mi indirecta:

$$\left|\int_k^{k+1}f(x)\,dx-f(k)\right| \leq \max_{k<x<k+1} |f(x)-f(k)| \leq \int_k^{k+1} |f'(x)|\,dx $$

0voto

Tom Brossman Puntos 6574

Sugerencia (basada en el comentario de mlu). Sea $f:[1,\infty)\to[0,\infty)$ sea decreciente, entonces

$$0\leq \lim_{n\to\infty}\left(\sum_{k=1}^nf(k)-\int_1^{n+1}f(x)~\mathrm{d} x\right)\leq f(1).$$

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X