schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение задачи на интервал сходимости степенного ряда
help_outlineУсловие задачи

lightbulbКраткий ответ
Решение задачи на нахождение интервала сходимости степенного ряда с использованием формулы Даламбера. Радиус сходимости равен 3.
Подробное решение
Решение задачи на нахождение интервала сходимости степенного ряда.
Дан степенной ряд:
\[ \sum_{n=0}^{\infty} \frac{n x^n}{3^n (n+1)} \]
1. Выпишем коэффициент ряда \( a_n \):
\[ a_n = \frac{n}{3^n (n+1)} \]
2. Найдем радиус сходимости \( R \) по формуле Даламбера:
\[ R = \lim_{n \to \infty} \left| \frac{a_n}{a_{n+1}} \right| \]
Выразим \( a_{n+1} \):
\[ a_{n+1} = \frac{n+1}{3^{n+1} (n+2)} \]
3. Вычислим предел отношения:
\[ R = \lim_{n \to \infty} \left( \frac{n}{3^n (n+1)} \cdot \frac{3^{n+1} (n+2)}{n+1} \right) \]
\[ R = \lim_{n \to \infty} \left( \frac{n \cdot 3^n \cdot 3 \cdot (n+2)}{3^n \cdot (n+1)^2} \right) \]
\[ R = 3 \cdot \lim_{n \to \infty} \frac{n^2 + 2n}{n^2 + 2n + 1} \]
Так как степени числителя и знаменателя равны, предел равен отношению коэффициентов при старших степенях:
\[ R = 3 \cdot 1 = 3 \]
4. Интервал сходимости определяется неравенством \( |x| < R \), то есть \( |x| < 3 \). Это соответствует интервалу:
\[ (-3; 3) \]
5. Проверим варианты ответов на картинке:
- \( (-\infty; +\infty) \)
- \( (-4; 4) \)
- \( (-3; 3) \)
- \( (4; 6) \)
Правильный ответ: (-3; 3).
Ответ: (-3; 3)