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convergencia de $\sum\limits_{n=1}^\infty \frac{(-1)^{\lfloor \sqrt{n}\rfloor}}{\sqrt{n}}$

¿Alguien sabe cómo mostrar analíticamente la convergencia (divergencia?) de $\enspace\displaystyle \sum\limits_{n=1}^\infty \frac{(-1)^{\lfloor \sqrt{n}\rfloor}}{\sqrt{n}}\enspace$ o alguna literatura para él? (¡Gracias!)

Nota: por desgracia me falta todavía un enfoque útil.

EDITAR:

Quiero agradecer a todos por la buena ayuda.

Resultado: La serie es divergente (pero limitado) como está escrito.

Es posible cambiar a $\enspace\sum\limits_{n=1}^\infty (-1)^n (\sum\limits_{k=n^2}^{(n+1)^2-1}-2)\enspace$ para evitar la oscilación y convergencia.

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didgogns Puntos 21

Se puede demostrar que diverge, observando que la suma de cada "bloque" es mayor que una constante, es decir, $$\sum_{k=n^2}^{(n+1)^2-1}\frac{1}{\sqrt{k}}>C$$for some positive $C$.

3voto

Anonymous Puntos 271

Lo siento, se me ha olvidado cómo escribir en LateX, así que aquí está a mano.

Básicamente, este es un explícito de la versión de la otra respuesta.

Esencialmente, nos muestran que cada bloque tiene una mínima magnitud (infimum), por la que se añade o se resta de la suma parcial. Esto no decreciente (constante), vinculado hace que la serie fallan los criterios para la alternancia de la serie de prueba (creo)

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Curiosamente, si estudiamos los bloques de períodos parciales, que tienden hacia "$2$" en magnitud, por lo que la serie diverge más "hectically" como tomamos $n$ hasta el infinito de nuestra obligado puede sugerir.

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marty cohen Puntos 33863

Esto no converge; oscila por aproximadamente el $2$.

Si $m^2 \le m \le m^2+2n $, entonces $\lfloor \sqrt{n}\rfloor = m$.

Por lo tanto

$\begin{array}\\ S(M) &=\sum_{n=1}^{M^2+2M} \frac{(-1)^{\lfloor \sqrt{n}\rfloor}}{\sqrt{n}}\\ &=\sum_{m=1}^{M} \sum_{n=m^2}^{m^2+2m} \frac{(-1)^m}{\sqrt{n}}\\ &=\sum_{m=1}^{M} (-1)^m\sum_{n=m^2}^{m^2+2m} \frac{1}{\sqrt{n}}\\ &=\sum_{m=1}^{M} (-1)^ms(m) \qquad\text{where }s(m)=\sum_{n=m^2}^{m^2+2m} \frac{1}{\sqrt{n}}\\ \end{array} $

$s(m) \lt \frac{2m+1}{m} = 2+\frac1{m} $ y $s(m) \gt \frac{2m+1}{m+1} =2-\frac1{m+1} $.

Por lo tanto, como $n$ va de $m^2$ a $m^2+2n$, el valor de la suma cambios por aproximadamente $2$, el aumento de al $n$ es incluso y la disminución de al $n$ es impar.

Por lo tanto la serie no converge, desde que oscila.

Sin embargo, podría haber un sentido en los cuales la serie converge ya podemos escribir $S(2M) =\sum_{m=1}^{2M}(-1)^ms(m) =\sum_{m=1}^{M}(s(2m)-s(2m-1)) $.

Puedo demostrar que $s(m)-s(m+1) \to 0$, pero yo aún no se puede demostrar que $\lim_{M \to \infty}\sum_{m=1}^{M}(s(2m)-s(2m-1)) $ existe.

He aquí lo que tengo hasta ahora, y voy a dejar en este:

$\begin{array}\\ s(m)-s(m+1) &\gt (2-\frac1{m+1})-(2+\frac1{m+1})\\ &= -\frac{2}{m+1}\\ \text{and}\\ s(m)-s(m+1) &\lt (2+\frac1{m})-(2-\frac1{m+2})\\ &= \frac1{m}+\frac1{m+2}\\ &= \frac{2m+2}{m(m+2)}\\ \text{so}\\ s(m)-s(m-1) &= O(\frac1{m})\\ \end{array} $

-4voto

windircursed Puntos 341

Alterna la serie (con alternancia periódicamente extraño, pero la alternancia no obstante) y por lo tanto converge según alternando la prueba de la serie.

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