¿Cuál es la suma de [matemáticas] \ sum_ {n = 1} ^ \ infty \ cfrac {1} {2 ^ n-1} [/ matemáticas]?

Deje [math] \ displaystyle L = \ sum_ {n = 1} ^ {\ infty} \ dfrac {1} {2 ^ n – 1} [/ math]

Suponga que [matemáticas] a_n = \ dfrac {1} {2 ^ n – 1} [/ matemáticas]

Ahora, [matemáticas] a_n> \ dfrac {1} {2 ^ n} [/ matemáticas]

y [matemáticas] a_n <\ dfrac {1} {2 ^ {n-1}} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle \ implica \ sum_ {n = 1} ^ {\ infty} \ dfrac {1} {2 ^ n} <\ sum_ {n = 1} ^ {\ infty} \ dfrac {1} {2 ^ n – 1} <\ sum_ {n = 1} ^ {\ infty} \ dfrac {1} {2 ^ {n – 1}} [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle \ implica 1 <L <2 [/ matemáticas]

Para una mejor precisión,

[matemáticas] \ displaystyle \ implica 1 + \ dfrac {1} {3} + \ dfrac {1} {7} + \ sum_ {n = 4} ^ {\ infty} \ dfrac {1} {2 ^ n} < L <1 + \ dfrac {1} {3} + \ dfrac {1} {7} + \ sum_ {n = 4} ^ {\ infty} \ dfrac {1} {2 ^ {n – 1}} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle \ implica 1 + \ dfrac {1} {3} + \ dfrac {1} {7} + \ dfrac {1} {8} <L <1 + \ dfrac {1} {3} + \ dfrac {1} {7} + \ dfrac {1} {4} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle \ implica \ dfrac {269} {168} <L <\ dfrac {145} {84} [/ matemáticas]

Uno puede continuar de esta manera para aumentar la precisión

En utilisant directement la définition de la fonction q-Polygamma, nous avons:

[matemáticas] \ displaystyle \ sum_ {n = 1} ^ \ infty \ cfrac {1} {a ^ n-1} = – \ cfrac {\ psi _ {\ frac 1a} (1) + \ ln (a-1) + \ ln \ left (\ frac 1a \ right)} {\ ln (a)} [/ math]

Donc, dans ce cas-ci, nous avons:

[matemáticas] \ displaystyle \ sum_ {n = 1} ^ \ infty \ cfrac {1} {2 ^ n-1} = – \ cfrac {\ psi _ {\ frac 12} (1) + \ ln (1) + \ ln \ left (\ frac 12 \ right)} {\ ln (2)} = 1- \ cfrac {\ psi _ {\ frac 12} (1)} {\ ln (2)} \ aprox 1.60669515 [/ math]

Según Wolfram, la suma es igual a 1-psi 1/2 (1) / log (2) = 1.66 .. donde psi es la función 1/2 digamma.

Obtuve 1.6066, que es menor que las estimaciones> 1.66 propuestas por otros.

  • vea la foto para ver los pasos, no puedo escribir fórmulas en el teléfono. Creo que cada paso de mi solución es correcto. Avíseme si alguien encuentra errores.

Es 1.6066

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