Ποιο είναι το διάστημα σύγκλισης του sum_ {n = 0} ^ {oo} ( frac {1} {x (1-x)}) ^ n;

Ποιο είναι το διάστημα σύγκλισης του sum_ {n = 0} ^ {oo} ( frac {1} {x (1-x)}) ^ n;
Anonim

Απάντηση:

# x σε (-ο, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #

Εξήγηση:

Μπορούμε να το κάνουμε αυτό (1 / (χ (1-χ))) ^ n # είναι μια γεωμετρική σειρά με αναλογία # r = 1 / (χ (1-χ)) #.

Τώρα γνωρίζουμε ότι οι γεωμετρικές σειρές συγκλίνουν όταν η απόλυτη τιμή του λόγου είναι μικρότερη από 1:

# | r | <1 iff-1 <r <1 #

Πρέπει λοιπόν να λύσουμε αυτήν την ανισότητα:

# 1 / (x (1-x)) <1 και 1 / (x (1-x))> -1 #

Ας ξεκινήσουμε με το πρώτο:

(1-x)) / (x (1-x)) <0 αν είναι # 1 / (x (1-x)

# (1-χ + χ ^ 2) / (χ (1-χ)) <

Μπορούμε εύκολα να αποδείξουμε ότι ο αριθμητής είναι πάντα θετικός και ότι ο παρονομαστής είναι μη δεσμευτικός στο διάστημα # x σε (-ο, 0) U (1, oo) #.

Αυτή είναι η λύση για την πρώτη μας ανισότητα.

Ας δούμε το δεύτερο:

(1-x)) / (x (1-x)) / (x (1-x) # #

Αυτή η ανισότητα έχει λύση το διάστημα:

# x σε (-ο, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #

Επομένως, η σειρά μας συγκλίνει όπου και τα δύο αυτά διαστήματα είναι αληθινά.

Έτσι το διάστημα σύγκλισης μας είναι:

# x σε (-ο, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #