1 van 1

Som

Geplaatst: do 20 nov 2008, 21:55
door dirkwb
Convergeert de onderstaande som? Zo ja, naar wat?
\(\frac{1}{4!}+\frac{4!}{8!}+\frac{8!}{12!}+... \)
Ik zie na simplificatie niet goed in of dat zo is.

Re: Som

Geplaatst: do 20 nov 2008, 22:20
door PeterPan
\(=\frac{p}{1}+\frac{q}{2}-\frac{q}{3}-\frac{p}{4}+\frac{p}{5}+\frac{q}{6}-\frac{q}{7}-\frac{p}{8}+\cdots\)
voor zekere integers
\(p\)
en
\(q\)
.

Re: Som

Geplaatst: do 20 nov 2008, 22:23
door dirkwb
Zijn die p en q iedere keer hetzelfde? En is dat convergent?

Re: Som

Geplaatst: vr 21 nov 2008, 07:43
door Klintersaas
Ik denk wellicht te eenvoudig, maar de algemene term van deze reeks lijkt mij
\(\frac{(4n-4)!}{(4n)!}\)
.

Met het kenmerk van d'Alembert (dat je hier kunt gebruiken aangezien het om een reeks met uitsluitend positieve termen gaat, toch?):
\(\lim_{n \to +\infty} \frac{u_{n+1}}{u_n} = \lim_{n \to +\infty} \frac{(4n)!}{(4n+4)!} \cdot \frac{(4n)!}{(4n-4)!} = \lim_{n \to +\infty} \frac{2(4n)!}{(4n+4)!(4n-4)!}\)
Ik heb te weinig tijd om die limiet mooi uit te rekenen, maar naar mijn gevoel (noemer groeit sneller dan teller) gaat hij naar 0 en dat zou convergentie betekenen.

Re: Som

Geplaatst: vr 21 nov 2008, 09:43
door PeterPan
Hint 2:
\(\frac{1}{4!}+\frac{4!}{8!}+\frac{8!}{12!}+... = \frac{1}{1\cdot2\cdot3\cdot4} + \cdots + \frac{1}{(4n+1)\cdot(4n+2)\cdot(4n+3)\cdot(4n+4)} + \cdots\)


Hint 3:
\((4n+1)(4n+4) - (4n+2)(4n+3) = ?\)

Re: Som

Geplaatst: vr 21 nov 2008, 23:18
door PeterPan
Breuksplitsen geeft:
\(\frac{1}{4!}+\frac{4!}{8!}+\frac{8!}{12!}+... = \frac16\cdot\frac{1}{1}-\frac12\cdot\frac{1}{2}+\frac12\cdot\frac{1}{3}-\frac16\cdot\frac{1}{4}+\frac16\cdot\frac{1}{5}-\frac12\cdot\frac{1}{6}+\frac12\cdot\frac{1}{7}-\frac16\cdot\frac{1}{8}+\cdots\)
.
\(-\log(1-x) = \frac{x}{1} + \frac{x^2}{2} + \cdots\)
(
\(|x|<1\)
).

Dan is
\(-\log(1-x) - \log(1-ix) - \log(1+ix) - \log(1+x) = 4(\frac{x^4}{4}+\frac{x^8}{8}+\frac{x^{12}}{12}+\cdots)\)
(ga na!).
\(-\log(1-x) -i \log(1-ix) +i \log(1+ix) + \log(1+x) = 4(\frac{x^3}{3}+\frac{x^7}{7}+\frac{x^{11}}{11}+\cdots)\)
\(-\log(1-x) + \log(1-ix) + \log(1+ix) - \log(1+x) = 4(\frac{x^2}{2}+\frac{x^6}{6}+\frac{x^{10}}{10}+\cdots)\)
\(-\log(1-x) +i \log(1-ix) -i \log(1+ix) + \log(1+x) = 4(\frac{x}{1}+\frac{x^5}{5}+\frac{x^9}{9}+\cdots)\)


Dus de rij is gelijk aan
\(\lim_{x\uparrow 1}( \frac{1}{24}(-\log(1-x) +i \log(1-ix) -i \log(1+ix) + \log(1+x)) -\frac18(-\log(1-x) + \log(1-ix) + \log(1+ix) - \log(1+x)) +\)
\(+ \frac18(-\log(1-x) -i \log(1-ix) +i \log(1+ix) + \log(1+x)) -\frac{1}{24}(-\log(1-x) - \log(1-ix) - \log(1+ix) - \log(1+x)))\)
\(= \lim_{x\uparrow 1}(-\frac{i+1}{12}\log(1-ix) + \frac{i-1}{12}\log(1+ix) +\frac13\log(1+x)) = \)
\(= \lim_{x\uparrow 1}\frac{1}{12}(-\log(1+x^2)-2\arctan(x)+4\log(1+x)) = \frac{1}{12}(\log(8) - \frac{\pi}{2})\)

Re: Som

Geplaatst: za 22 nov 2008, 13:07
door PeterPan
In het algemeen geldt:
\(\frac{a}{1} + \frac{b}{2} + \frac{c}{3} + \frac{d}{4} + \frac{a}{5} + \frac{b}{6} + \frac{c}{7} + \frac{d}{8} + \frac{a}{9} + \frac{b}{10} + \cdots\)
.