Math Problem Statement

  1. Verifique se a s ́erie X

+∞

n=1

(−1)n

2

n

n!

́e absolutamente ou simplesmente convergente.

Solution

Para verificar se a série dada é absolutamente ou simplesmente convergente, vamos analisar:

Série dada

n=1(1)n2nn!.\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n 2^n}{n!}.

Passo 1: Convergência absoluta

A série converge absolutamente se a soma dos valores absolutos dos termos convergir. Vamos considerar a série dos valores absolutos dos termos:

n=1(1)n2nn!=n=12nn!.\sum_{n=1}^{\infty} \left| \frac{(-1)^n 2^n}{n!} \right| = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{2^n}{n!}.

Para verificar a convergência dessa série, utilizamos o Teste da Razão (ou Teste do Quociente). Para isso, calculamos o limite:

limnan+1an=limn2n+1(n+1)!2nn!.\lim_{n \to \infty} \left| \frac{a_{n+1}}{a_n} \right| = \lim_{n \to \infty} \left| \frac{\frac{2^{n+1}}{(n+1)!}}{\frac{2^n}{n!}} \right|.

Simplificando a fração:

limn2n+1(n+1)!n!2n=limn22nn!2n(n+1)!.\lim_{n \to \infty} \left| \frac{2^{n+1}}{(n+1)!} \cdot \frac{n!}{2^n} \right| = \lim_{n \to \infty} \left| \frac{2 \cdot 2^n \cdot n!}{2^n \cdot (n+1)!} \right|.

Cancelando 2n2^n e n!n!:

limn2n+1=0.\lim_{n \to \infty} \left| \frac{2}{n+1} \right| = 0.

Como o limite é 0, pelo Teste da Razão, a série dos valores absolutos 2nn!\sum \frac{2^n}{n!} converge.

Conclusão: A série converge absolutamente

Como a série n=1(1)n2nn!\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n 2^n}{n!} converge absolutamente, ela também converge simplesmente (ou condicionalmente).


Resumo

A série n=1(1)n2nn!\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^n 2^n}{n!} é absolutamente convergente.


Tem alguma dúvida ou gostaria de mais detalhes sobre os passos?

Questões relacionadas

  1. O que é convergência condicional de uma série?
  2. Como funciona o Teste da Razão para verificar convergência?
  3. Qual a diferença entre convergência absoluta e condicional?
  4. Existe algum outro teste que poderia ser usado nesta série?
  5. Como se comportam séries envolvendo fatoriais?

Dica: Para séries alternadas, o Teste da Série Alternada pode ser útil para verificar convergência condicional.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Series Convergence
Absolute Convergence
Conditional Convergence
Factorials
Alternating Series

Formulas

General term of the series: \(a_n = \frac{(-1)^n 2^n}{n!}\)
Test for absolute convergence: \(\sum |a_n|\)
Ratio test: \(\lim_{n \to \infty} \left| \frac{a_{n+1}}{a_n} \right|\)

Theorems

Ratio Test for Convergence
Alternating Series Test

Suitable Grade Level

Grades 11-12 or Early University