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El Sr. Herman ha expuesto muy bien a qué se debe esto en este caso concreto.

$$\sum_{n=1}^\infty\frac{1}{n(n+3)(n+6)}$$ Hice el parcial fracción de descomposición y también conectado en los valores. No puedo entender cómo la eleminating cosa funciona, por ejemplo en casos como este, donde no sabes lo que cancelar lo que se supone que tengo que hacer?

Voy a escribir en matemáticas simples.

A partir de la fracción parcial de la descomposición tengo: S=1/18(1/n -2/(n+3) +1/(n+6))

Entonces, He dejar que el límite de la suma de ir hasta el infinito, o ¿cómo que ir.

1- 1/2 +1/7 $$ 1/2- 2/5 +1/8$$ 1/3-1/3+1/9$$ .$$ .$$ .$$ 1/n-2/(n+3)+1/(n+6) Por lo que no puedo encontrar un patrón para la cancelación de algunos de ellos y no sé cómo podría ir.

7voto

Farkhod Gaziev Puntos 6

$$\dfrac6{n(n+3)(n+6)}=\dfrac{n+6-n}{n(n+3)(n+6)}=\dfrac1{n(n+3)}-\dfrac1{(n+3)(n+6)}=f(n)-f(n+3)$$

donde $f(m)=\dfrac1{m(m+3)}$

7voto

AveryJessup Puntos 25

Para una breve explicación, vamos a hacer un breve cambio de variables. el original de la fracción parcial de la descomposición de su problema

$$\frac{1}{n(n+3)(n+6)}=\frac{1}{18}\left[\frac{1}{n}-\frac{2}{n+3}+\frac{1}{n+6}\right]$$

Dejando $n=3m$, obtenemos

$$\frac{1}{n(n+3)(n+6)}=\frac{1}{54}\left[\frac{1}{n}-\frac{2}{n+1}+\frac{1}{n+2}\right]$$

Muestra la suma como una matriz después de factorizar la $1/54$,

$$ \begin{matrix} n=1: & 1/1 & -2/2 & \color\red{1/3} \\ n=2: & 1/2 & \color\red{-2/3} & \color\orange{1/4} \\ n=3: & \color\red{1/3} & \color\orange{-2/4} & \color\green{1/5} \\ n=4: & \color\orange{1/4} & \color\green{-2/5} & \color{blue}{1/6} \\ n=5: & \color\green{1/5} & \color{blue}{-2/6} & \vdots \\ n=6: & \color{blue}{1/6} & \vdots & \vdots \end{de la matriz} $$

Se puede ver entonces sumando, las diagonales añadir a 0 y así todos los términos por debajo de la diagonal roja va a cancelar mediante la sumatoria a 0. la ligera diferencia con su suma es que su fracción descomposición muestra que la cancelación se produce entre los términos separados por 3 unidades; su matriz tendría este aspecto después de factorizar la $1/18$:

$$ \begin{matrix} n=1: & 1/1 & -2/4 & \color\red{1/7} \\ n=2: & 1/2 & -2/5 & \color\orange{1/8} \\ n=3: & 1/3 & -2/6 & \color{green}{1/9} \\ n=4: & 1/4 & \color\red{-2/7} & \color{blue}{1/10} \\ n=5: & 1/5 & \color\orange{-2/8} & \color{teal}{1/11} \\ n=6: & 1/6 & \color{green}{-2/9} & \color{aqua}{1/12} \\ n=7: & \color\red{1/7} & \color{blue}{-2/10} & \vdots \\ n=8: & \color\orange{1/8} & \color{teal}{-2/11} & \vdots \\ n=9: & \color{green}{1/9} & \color{aqua}{-2/12} & \vdots \\ n=10: & \color{blue}{1/10} & \vdots & \vdots \\ n=11: & \color{teal}{1/11} & \vdots & \vdots \\ n=10: & \color{aqua}{1/112} & \vdots & \vdots \\ \end{de la matriz} $$

Por lo tanto, la suma de la serie es el resto de negro términos en la parte superior como cada sesgada de la diagonal en la imagen sumas a 0.

Tomo nota, del Laboratorio de respuesta es la mejor aquí como lo que realmente simplifica el problema matemáticamente y una vez $n=3$, se puede ver que la cancelación se producen muy bien...

EDITAR: Hay una buena manera de mirar a un caso general, así. Vamos

$$\prod_{j=0}^m \frac{1}{n+jk}$$

tiene su fracción parcial de la descomposición como

$$\frac{1}{m!k^m}\left[\sum_{j=0}^m{(-1)^j\binom{m}{j}\frac{1}{n+jk}}\right]$$

El problema aquí es que queremos suma más de $n$. Así

$$S_{m,k}=\sum_{n=1}^\infty{\prod_{j=0}^m \frac{1}{n+jk}}={\frac{1}{m!k^m}\left[\sum_{n=1}^\infty\sum_{j=0}^m{(-1)^j\binom{m}{j}\frac{1}{n+jk}}\right]}$$

Pero ahora podemos tomar ventaja de la antena telescópica de la propiedad de la suma. Esto reduce entonces a partir de infinitas sumas de dinero para finito de sumas. Tenemos para la corchetes doble de la suma de la de arriba...

$$\sum_{n=1}^\infty\sum_{j=0}^m{(-1)^j\binom{m}{j}\frac{1}{n+jk}}=\sum_{i=1}^m\sum_{n=1}^{ik}\binom{m}{i}\frac{(-1)^{i-1}}{n}=\sum_{i=1}^m{(-1)^{i-1}}\binom{m}{i}\sum_{n=1}^{ik}\frac{1}{n}$$

Ahora el uso de la $k$-ésimo número armónico de la fórmula,

$$H_k=\sum_{n=1}^k{\frac{1}{n}}$$

vemos que

$$S_{m,k}=\frac{1}{m!k^m}\sum_{i=1}^m{(-1)^{i-1}}\binom{m}{i}H_{ik}$$

Esto está de acuerdo con la respuesta proporcionada por el ya que este caso tenemos $m=2, k=3$, por lo que

$$S_{2,3}=\frac{1}{2!3^2}\sum_{i=1}^2{(-1)^{i-1}}\binom{2}{i}H_{3i}=\frac{1}{18}\left(2H_3-H_6\right)=\frac{1}{18}\left(2\cdot\frac{11}{6}-\frac{49}{20}\right)=\frac{73}{1080}$$

5voto

Ennar Puntos 1760

Podemos escribir %#% $ #%

Ahora tenemos $$\frac{18}{n(n+3)(n+6)} = \frac 1n - \frac 2{n+3} + \frac 1{n+6}.$$$\sum{n=1}^\infty \frac{1}{n(n+3)(n+6)} = \frac{1}{18}\sum{n=1}^\infty \left(\frac 1n - \frac 2{n+3} + \frac 1{n+6}\right)$m$ and we can notice the pattern already; for some (large enough) positive integer $\frac m 1 $, fraction $n = m$ will appear in the above series three times, for $\frac 1 n $ as $n = m-3$, for $-\frac 2 {n +3} $ as $n = m-6$ and for $\frac 1 {n +6} $ y así se cancela. Podemos visualizar esto:

$$\begin{array}{ccccccc} \sum_{n=1}^{\infty} \left(\frac 1n - \frac 2{n+3} + \frac 1{n+6}\right) &=& \left( \frac 1{1} - \frac 2{4} + \color{red}{\frac 1{7}} \right) &+& \left( \frac 1{2} - \frac 2{5} + \color{red}{\frac 1{8}} \right) &+& \left( \frac 1{3} - \frac 2{6} + \color{red}{\frac 1{9}} \right) \ &+& \left( \frac 1{4} - \color{red}{\frac 2{7}} + \color{green}{\frac 1{10}} \right) &+& \left( \frac 1{5} - \color{red}{\frac 2{8}} + \color{green}{\frac 1{11}} \right) &+& \left( \frac 1{6} - \color{red}{\frac 2{9}} + \color{green}{\frac 1{12}} \right) \ &+&\left( \color{red}{\frac 1{7}} - \color{green}{\frac 2{10}} + \color{blue}{\frac 1{13}} \right) &+& \left( \color{red}{\frac 1{8}} - \color{green}{\frac 2{11}} + \color{blue}{\frac 1{14}} \right) &+& \left( \color{red}{\frac 1{9}} - \color{green}{\frac 2{12}} + \color{blue}{\frac 1{15}} \right)\ &+&\left( \color{green}{\frac 1{10}} - \color{blue}{\frac 2{13}} + \color{red}{\frac 1{16}} \right) &+& \left( \color{green}{\frac 1{11}} - \color{blue}{\frac 2{14}} + \color{red}{\frac 1{17}} \right) &+& \left( \color{green}{\frac 1{12}} - \color{blue}{\frac 2{15}} + \color{red}{\frac 1{18}} \right) \ &+&\left( \color{blue}{\frac 1{13}} - \color{red}{\frac 2{16}} + \color{green}{\frac 1{19}} \right) &+& \left( \color{blue}{\frac 1{14}} - \color{red}{\frac 2{17}} + \color{green}{\frac 1{20}} \right) &+& \left( \color{blue}{\frac 1{15}} - \color{red}{\frac 2{18}} + \color{green}{\frac 1{21}} \right) \ &+&\left( \color{red}{\frac 1{16}} - \color{green}{\frac 2{19}} + \color{blue}{\frac 1{22}} \right) &+& \left( \color{red}{\frac 1{17}} - \color{green}{\frac 2{20}} + \color{blue}{\frac 1{23}} \right) &+& \left( \color{red}{\frac 1{18}} - \color{green}{\frac 2{21}} + \color{blue}{\frac 1{24}} \right)\ &+&\ \ldots \end{matriz} $$

Ahora, esto que inmediatamente te diga el resultado, pero es apenas rigurosa. Por lo tanto, podemos hacer algo como esto:

$$\begin{align} \sum{n=1}^m \left(\frac 1n - \frac 2{n+3} + \frac 1{n+6}\right) &= \sum{n=1}^m \frac 1n-2\sum{n=1}^m \frac 1{n+3}+\sum{n=1}^m \frac 1{n+6}\ &= \sum{n=1}^m \frac 1n-2\sum{n=4}^{m+3} \frac 1{n}+\sum{n=7}^{m+6} \frac 1{n}\ &=\ \, \left(\frac 11 +\frac 12+\frac 13+\frac 14+\frac 15+\frac 16+\sum{n=7}^m\frac 1n\right)\&-2\left(\frac 14+\frac 15+\frac 16+\sum{n=7}^m\frac 1n +\frac 1{m+1}+\frac 1{m+2}+\frac 1{m+3}\right)\&+\ \, \left(\sum{n=7}^m\frac 1n+\frac 1{m+1}+\frac 1{m+2}+\frac 1{m+3}+\frac 1{m+4}+\frac 1{m+5}+\frac 1{m+6}\right)\ &= \ \, \left(\frac 11 +\frac 12+\frac 13+\frac 14+\frac 15+\frac 16\right)\&-2\left(\frac 14+\frac 15+\frac 16 +\frac 1{m+1}+\frac 1{m+2}+\frac 1{m+3}\right)\&+\ \, \left(\frac 1{m+1}+\frac 1{m+2}+\frac 1{m+3}+\frac 1{m+4}+\frac 1{m+5}+\frac 1{m+6}\right) \end {Alinee el} $$

Si tomamos el límite como $ as $ en ambos lados, obtenemos $m\to\infty$ $

que implica que

$$ \sum_{n=1}^\infty \left(\frac 1n - \frac 2{n+3} + \frac 1{n+6}\right) = \left(\frac 11 +\frac 12+\frac 13\right)-\left(\frac 14+\frac 15+\frac 16\right)=\frac{73}{60}$$

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