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Aufgabe:

$$ a_{n} := \begin{cases}   & \text{($\frac{1}{2})^{n}$} \quad falls \: n \: gerade \:ist \\ & \text{($\frac{1}{3})^{n}$ \quad falls n ungerade ist}. \end{cases} $$


Untersuchen Sie das Konvergenzverhalten der Reihe $$\sum \limits_{n=1}^{\infty}a_n$$
an mittels Quotientenkriteruims
und mittels Wurzelkriteriums. Bestimmen Sie die Summe der Reihe


Problem/Ansatz:

Wie kann ich diese Aufgabe lösen, eine ausfürlicher Antowort wird sehr geschätzt.

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1 Antwort

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Wurzelkriterium: je nach geradem oder ungeradem n ist ja

\( \sqrt[n]{a_n} =\frac{1}{2}\)  oder \( \sqrt[n]{a_n} =\frac{1}{3}\) also

jedenfalls für alle n ∈ℕ gilt  \( \sqrt[n]{a_n} \leq \frac{1}{2} < 1\)

Also Reihe konvergent.

Beim Quotientenkriterium erkennt man nur: Weder ist der Quotient

von einer Stelle an immer kleiner 1 noch immer größer oder gleich 1,

also ist hiermit keine Aussage möglich.

"Normal" wäre hier das Majorantenkriterium: Die geom. Reihe

mit q=1/2 ist eine konvergente Majorante. Für die Summe

teilt man am besten auf.

$$\sum \limits_{n=1}^{\infty}a_n=\sum \limits_{k=1}^{\infty}a_{2k}+\sum \limits_{k=1}^{\infty}a_{2k-1}$$

Die betrachten wir einzeln (Konvergenz ist ja gesichert.)

$$\sum \limits_{k=1}^{\infty}a_{2k}=\sum \limits_{k=1}^{\infty} (\frac{1}{2})^{2k}=\sum \limits_{k=1}^{\infty} (\frac{1}{4})^{k}=-1+\frac{1}{1-\frac{1}{4}}=-1+\frac{4}{3}=\frac{1}{3} $$

$$\sum \limits_{k=1}^{\infty}a_{2k-1}=\sum \limits_{k=1}^{\infty} (\frac{1}{3})^{2k-1}=3 \cdot\sum \limits_{k=1}^{\infty} (\frac{1}{3})^{2k}$$$$=3 \cdot\sum \limits_{k=1}^{\infty} (\frac{1}{9})^{k}=3 \cdot(-1+\frac{1}{1-\frac{1}{9}})=3 \cdot(-1+\frac{9}{8})=\frac{3}{8} $$

Insgesamt also 1/3 + 3/8 = 17/24

Avatar von 288 k 🚀

Vielen Dank für die Antwort, es wird eine große Hilfe für mich sein

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