Cum observați suma seriei geometrice infinite 10 (2/3) ^ n când n = 2?

Cum observați suma seriei geometrice infinite 10 (2/3) ^ n când n = 2?
Anonim

Răspuns:

Răspunsul este fie #40/9# sau #40/3# în funcție de ce se înțelege prin întrebare.

Explicaţie:

Ei bine dacă #n = 2 # atunci nu există o sumă, răspunsul este doar:

#10(2/3)^2 = 10(4/9) = 40/9#

Dar poate că întrebarea ar fi trebuit să ceară ca suma infinită să fie luată începând de la # N = 2 # astfel încât ecuația este:

#sum_ (n = 2) ^ infty 10 (2/3) ^ n #

În acest caz, am fi calculat-o mai întâi prin faptul că orice serie geometrică poate fi văzută ca având forma:

#sum_ (n = 0) ^ infty ar ^ n #

În acest caz, seria noastră are #a = 10 # și #r = 2/3 #.

De asemenea, vom observa că:

#sum_ (n = 0) ^ infty ar ^ n = asum_ (n = 0) ^ infty r ^ n #

Deci, putem calcula pur și simplu suma unei serii geometrice # (2/3) ^ n # și apoi multiplicați această sumă cu #10# pentru a ajunge la rezultatul nostru. Acest lucru face lucrurile mai ușoare.

De asemenea, avem următoarea ecuație:

#sum_ (n = 0) ^ infty r ^ n = 1 / (1-r) #

Acest lucru ne permite să calculam suma seriei începând de la # N = 0 #. Dar vrem să-l calculam # N = 2 #. Pentru a face acest lucru, vom scădea pur și simplu # N = 0 # și # N = 1 # termeni din suma totală. Scriind primii câțiva termeni din sumă putem vedea că arată:

#1 + 2/3 + 4/9 + 8/27 + …#

Putem vedea asta:

(2/3) ^ n = 10sum_ (n = 2) ^ infty (2/3) ^ n = 10 sum_ (n = 0) n - (1 + 2/3) #

#=101/(1-(2/3)) - (1 + 2/3)#

#= 103 - 5/3 = 109/3 - 5/3 = 40/3#