Cómo mostrar que [math] \ displaystyle \ ln (1 + x) = x- \ frac {1} {2} x ^ 2 + \ frac {1} {3} x ^ 3 + \ cdots [/ math] usando secuencias geométricas

La secuencia en el RHS de su ecuación no es una secuencia geométrica, pero esto es lo que debe hacer.

Conjunto

[matemáticas] \ displaystyle f (x) = x – \ frac {1} {2} x ^ 2 + \ frac {1} {3} x ^ 3 +… [/ matemáticas]

Primero determine el radio de convergencia de esta serie. No lo haré aquí, pero puedes determinar que converge para

[matemáticas] \ izquierda | x \ right | \ lt 1 [/ matemáticas]

Para tal valor de x, podemos determinar la derivada [math] f ‘(x) [/ math] diferenciando la secuencia término por término:

[matemáticas] \ displaystyle f ‘(x) = 1- x + x ^ 2-x ^ 3 +… [/ matemáticas]

Esta es una serie geométrica y no debería tener dificultades para determinar que

[matemáticas] \ displaystyle f ‘(x) = \ frac {1} {1 + x} [/ matemáticas]

La función [math] f (x) [/ math] tiene dos propiedades cruciales en común con [math] \ ln (1 + x) [/ math]

[a] la misma derivada

[b] el mismo valor en [matemáticas] x = 0 [/ matemáticas]

Esto significa que son la misma función.

He omitido algunos detalles para que completes.