[Resolução] 11.7.13

Disciplina de Cálculo IV do ICMC
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selurk
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[Resolução] 11.7.13

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Enunciado
Determine o raio de convergência r da série de potência:

\(\sum_{n=0}^{\infty}(sen(an))z^n \quad\quad a>0\)

Teste a convergência nos pontos de fronteira se r for finito.

Resolução :

\(Se |z| \geq 1: \\
\lim_{n \to \infty} (\sin (an))z^n \neq 0 ,\)
a não ser que \( a = k \pi. \)
Dessa forma, a série não converge para \( a \neq k \pi ,se |z| \geq 1.\)

\(Se |z| < 1 : \\ \\ \)
Aplicamos o teste de Dirichlet, onde

\[ \sum_{n=1}^N | \sin (an) | \]

é limitado para qualquer N (as somas parciais são limitadas) e os termos \(z^n\) são monoliticamente decrescentes com \(\lim_{n \to \infty} z^n = 0. \\\) Portanto, a série converge para \(|z| < 1\), que implica \( r = 1\) se a \( \neq k \pi.\)

Se \( a = k \pi \) , então \( \sin (an) = 0 \) para todo n, então a série converge para todo z, que implica \( r = +\infty. \)
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