Aký je interval konvergencie sum_ {n = 0} ^ {oo} (frac {1} {x (1-x)}) ^ n?

Aký je interval konvergencie sum_ {n = 0} ^ {oo} (frac {1} {x (1-x)}) ^ n?
Anonim

odpoveď:

#xv (-oo, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #

vysvetlenie:

Môžeme to urobiť #sum_ {n = 0} ^ oo (1 / (x (1-x))) ^ n # je geometrický rad s pomerom # R = 1 / (x (1-x)) #.

Teraz vieme, že geometrické rady konvergujú, keď je absolútna hodnota pomeru menšia ako 1:

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

Musíme teda vyriešiť túto nerovnosť:

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

Začnime prvým:

# 1 / (x (1-x)) <1 iff 1 / (x (1-x)) - (x (1-x)) / (x (1-x)) <0 iff #

# (1-x + x ^ 2) / (x (1-x)) <0 #

Môžeme ľahko dokázať, že čitateľ je vždy kladný a menovateľ je v intervale neaktívny #xv (-oo, 0) U (1, oo) #.

Takže toto je riešenie pre našu prvú nerovnosť.

Pozrime sa na druhý:

# 1 / (x (1-x)) + (x (1-x)) / (x (1-x))> 0 iff (1 + xx ^ 2) / (x (1-x))> 0 #

Táto nerovnosť rieši interval:

#xv (-oo, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #

Takže naša séria sa zbieha tam, kde sú intervaly pravdivé.

Náš interval konvergencie je teda:

#xv (-oo, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #