Efter videon följer ett problem som du kan lösa för att testa att du tillgodogjort dig innehållet.
Problem:
Summera serien $$ \sum_{n=0}^{\infty} (n+1)3^{n-2}x^n, $$ och lös därefter ekvationen $$ \sum_{n=0}^{\infty} (n+1)3^{n-2}x^n =1. $$ Ange svaren i en kommaseparerad lista (en lösning skrivs som en skalär, två lösningar anges $x_1,\ \ x_2$ etc.). (svår)Svar:
Sätt $z=3x$. Vi får
$$
\sum_{n=0}^{\infty} (n+1)3^{n-2}x^n=
\frac19 \sum_{n=0}^{\infty} (n+1)z^n=
$$
$$
\frac19 D\left(\sum_{n=0}^{\infty} z^{n+1} \right)=
\frac19 D\left(\frac{z}{1-z} \right)=
$$
$$
\frac{1}{9(1-z)^2}=\frac{1}{9(1-3x)^2}.
$$
Konvergensradien ges av
$$R=\lim_{n\rightarrow \infty}
\frac{(n+1)3^{n-2}}{(n+2)3^{n-1}}=\frac13.$$
I ändpunkterna $x=\frac13$ och $x=-\frac13$ fås serierna
$$
\sum_{n=0}^{\infty} (n+1)3^{n-2}{\frac13}^n
$$
och
$$
\sum_{n=0}^{\infty} (n+1)3^{n-2}{-\frac13}^n
$$
som båda är divergenta eftersom termerna inte går mot $0$.
Konvergensintervallet blir därför $]-\frac13, \frac13[$.
Ekvationen
$$\frac{1}{9(1-3x)^2}=1$$
har lösningarna
$x=\frac29$ och $x=\frac49$. Roten $x=\frac49$ förkastas eftersom den
ligger utanför konvergensintervallet till serien.
Svaret är alltså $x=\frac29$.
Maila för handledning.
Hur upplevde du problemet?
Svårighet:
Relevans:
Svårighet:
Relevans: