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Aufgabe:

$$\text{ Untersuchen Sie für jedes }r\in\mathbb{R}\text{ die Reihe }\sum \limits_{k=1}^{\infty}\frac{kr^{k}}{1+r^{4k}} $$

$$\text{ auf Konvergenz und absolute Konvergenz. Begründen Sie Ihre Aussagen. }$$


Problem/Ansatz:

Nach meinen Rechnungen Konvergiert die Reihe für manche r und divergiert für andere.

Ich denke ich brauche hier einen Ansatz wie ich mit solchen Reihen umzugehen habe.

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Ich bin bereits selber auf eine Antwort gekommen:

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

$$=\sum \limits_{k=1}^{\infty}k*q^{k} \text{ mit }q=\frac{r}{1+r^{3}}$$

$$\text{ Ist das Cauchyprodukt einer geometrischen Reihe mit sich selbst } $$

$$=>\sum \limits_{k=1}^{\infty}\frac{k*r^k}{1+r^{4k}}=\frac{1}{1-q^2}=\frac{1}{1-\frac{r}{1+r^3}}\text{ wenn }|\frac{r}{1+r^3}|\lt1$$

$$\text{ Da die geometrische Reihe absolut konvergiert konvergiert auch diese Reihe absolut.}$$

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