[Resolução] 10.9.12

Disciplina de Cálculo IV do ICMC
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josecarmo
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[Resolução] 10.9.12

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Mostrar que, para |x| < 1, \(\sum\limits_{n =1}^{\infty} n^2x^n = \frac{x^2+x}{(1-x)^3}\)

Sabendo a soma da série geométrica, podemos chegar ao mesmo resultado com algumas manipulações

\(\sum\limits_{n =0}^{\infty} x^n = \frac{1}{1-x}\) para |x| < 1

derivando e multiplicando por x:

\(\sum\limits_{n =0}^{\infty} nx^n = \frac{x}{(1-x)^2}\)

repetindo o processo

\(\sum\limits_{n =0}^{\infty} n^2x^n = \frac{x^2+x}{(1-x)^3}\)

como \(n^2x^n, n = 0\) é igual a zero, o termo para n = 0 não altera o somatório, logo:

\(\sum\limits_{n =1}^{\infty} n^2x^n = \frac{x^2+x}{(1-x)^3}\)
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