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Aclaración con respecto a la evaluación de$\lim_{n\rightarrow \infty} n\sin(2\pi e n!)$ - NBHM -$2009$

La pregunta es evaluar $$\lim_{n\rightarrow \infty} n\sin(2\pi e n!)$$

Tenemos $e = 1 + \dfrac1{1!} + \dfrac1{2!} + \dfrac1{3!} + \cdots + \dfrac1{n!} + \dfrac1{(n+1)!} + \dfrac1{(n+2)!} + \cdots$

$$n!e=n!(1 + \dfrac1{1!} + \dfrac1{2!} + \dfrac1{3!} + \cdots + \dfrac1{n!} + \dfrac1{(n+1)!} + \dfrac1{(n+2)!} + \cdots)$$

$$=M+\dfrac1{n+1} + \dfrac1{(n+1)(n+2)} + \dfrac1{(n+1)(n+2)(n+3)} + \cdots$$ para algunos entero $M$.

Ahora, para $2\pi e n!$ tenemos :

$$2\pi e n!=2\pi (M+\dfrac1{n+1} + \dfrac1{(n+1)(n+2)} + \dfrac1{(n+1)(n+2)(n+3)} + \cdots)$$

$$=(2\pi M+\dfrac{2\pi}{n+1} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)(n+3)} + \cdots)$$

Para $\sin(2\pi e n!)$ Tenemos :

$$\sin(2\pi e n!)=\sin(2\pi M+\dfrac{2\pi}{n+1} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)(n+3)} + \cdots)$$

$$=\sin(\dfrac{2\pi}{n+1} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)(n+3)} + \cdots)$$

Para $n\sin(2\pi e n!)$ tenemos :

$$n\sin(2\pi e n!)=n\sin(\dfrac{2\pi}{n+1} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)(n+3)} + \cdots)$$

Para un gran $n$ tendríamos

$$\sin(\dfrac{2\pi}{n+1} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)(n+3)} + \cdots)$$

$$=\dfrac{2\pi}{n+1} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)(n+3)} + \cdots$$

Espero me puedan decir que un gran $n$

$$n\sin(2\pi e n!)=n(\dfrac{2\pi}{n+1} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)} + \dfrac{2\pi}{(n+1)(n+2)(n+3)} + \cdots)$$

$$=\frac{2\pi}{1+\frac{1}{n}}+\dfrac{2\pi}{(1+\frac{1}{n})(n+2)} + \dfrac{2\pi}{(1+\frac{1}{n})(n+2)(n+3)} + \cdots)$$

Como $n\rightarrow \infty$ tendríamos :

$$\frac{2\pi}{1+0}+0+0+0+\dots=2\pi$$

Por eso, $$\lim_{n\rightarrow \infty} n\sin(2\pi e n!)=2\pi$$

Yo estaría muy agradecido si alguien puede comprobar lo que he hecho es suficiente....

Gracias :)

5voto

David Holden Puntos 10236

Su respuesta me parece bien. Mi calc del back-of-the-envelope con el "big-O" de Landau era: $$ n \ sin (2 \ pi en) = n \ sin (2 \ pi E_n 2 \ pi e_n) = n \ Pi \ e \ n = \ n \ sin \ left (\ frac {2 \ pi} {n 1} O (n ^ {- 2} ^ {- 1} nO (n ^ {- 2}) \\ = 2 \ pi O (n ^ {- 1}) $$

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