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[Resolução] 10.20.7

Posted: 10 Oct 2022 12:37
by pingu
Enunciado:
Nos exercícios de 1 a 32, determine a convergência ou divergência da série dada. No caso de convergência, determine se a série converge absoluta ou condicionalmente.

7. \(\sum_{n=2}^\infty \frac{(-1)^n}{\sqrt{n} + (-1)^n}\)

Solução:
Primeiros vamos considerar a seguinte série:

\(\sum_{n=2}^\infty (\frac{(-1)^n}{\sqrt{n}} - \frac{(-1)^n}{\sqrt{n} + (-1)^n}) = \sum_{n=2}^{\infty} \frac{1}{n + (-1)^n\sqrt{n}}\)

Pelo critério da comparação esta série é divergente:

\(\frac{1}{n + (-1)^n\sqrt{n}} \geq \frac{1}{n + \sqrt{n}} \geq \frac{1}{2n}\)

\(\frac{1}{2} \sum_{n=2}^{\infty} \frac{1}{n}\) diverge (Série Harmônica)


Agora, considerando somente a série:

\(\sum_{n=2}^{\infty} \frac{(-1)^n}{\sqrt{n}}\)

Pelo critério de Leibniz, ela é convergente:

\(\frac{1}{\sqrt{n}}\) é decrescente

\(\lim_{n \to \infty} \frac{1}{\sqrt{n}} = 0\)

Portanto, a seguinte série é divergente:

\(\sum_{n=2}^{\infty} \frac{(-1)^n}{\sqrt{n}+(-1)^n}\)

Uma vez que se fosse convergente, a série resultante da subtração mostrada também seria convergente, porém foi mostrado que ela diverge.