Unendliche Reihen
Leider habe ich Probleme beim Lösen folgender Aufgabe! Kann mir jemand beim Ansatz weiterhelfen?
Aufgabe:
Berechnen Sie folgende Reihe. Betrachten Sie dazu die Folge der Partialsummen.
Text erkannt:
∑k=1∞1(n+1)(n+2) \sum \limits_{k=1}^{\infty} \frac{1}{(n+1)(n+2)} k=1∑∞(n+1)(n+2)1
Partialbruchzerlegung:
A/(n+1) + B/(n+2) = 1/((n+1)(n+2))
Aloha :)
Willkommen in der Mathelounge... \o/
Setze zunächst eine obere Grenze NNN und teile die Summe in zwei Summen auf:SN≔∑n=1N1(n+1)(n+2)=∑n=1N(1n+1−1n+2)=∑n=1N1n+1−∑n=1N1n+2S_N\coloneqq\sum\limits_{n=1}^N\frac{1}{(n+1)(n+2)}=\sum\limits_{n=1}^N\left(\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n+2}\right)=\sum\limits_{n=1}^N\frac{1}{n+1}-\sum\limits_{n=1}^N\frac{1}{n+2}SN : =n=1∑N(n+1)(n+2)1=n=1∑N(n+11−n+21)=n=1∑Nn+11−n=1∑Nn+21SN=∑n=1N1n+1−∑n=2N+11n+1=(11+1+∑n=2N1n+1)−(∑n=2N1n+1+1N+2)\phantom{S_N}=\sum\limits_{n=1}^N\frac{1}{n+1}-\sum\limits_{n=2}^{N+1}\frac{1}{n+1}=\left(\frac{1}{1+1}+\sum\limits_{n=2}^N\frac{1}{n+1}\right)-\left(\sum\limits_{n=2}^{N}\frac{1}{n+1}+\frac{1}{N+2}\right)SN=n=1∑Nn+11−n=2∑N+1n+11=(1+11+n=2∑Nn+11)−(n=2∑Nn+11+N+21)SN=12−1N+2\phantom{S_N}=\frac12-\frac{1}{N+2}SN=21−N+21Nun ist der Grenzwert klar:limN→∞SN=limN→∞(12−1N+2)=12\lim\limits_{N\to\infty}S_N=\lim\limits_{N\to\infty}\left(\frac12-\frac{1}{N+2}\right)=\frac12N→∞limSN=N→∞lim(21−N+21)=21
Vielen, vielen Dank! :-)
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