Berapakah interval konvergensi dari sum_ {n = 0} ^ {oo} ( frac {1} {x (1-x)}) ^ n?

Berapakah interval konvergensi dari sum_ {n = 0} ^ {oo} ( frac {1} {x (1-x)}) ^ n?
Anonim

Menjawab:

#x in (-oo, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #

Penjelasan:

Kita bisa menghilangkan itu #sum_ {n = 0} ^ oo (1 / (x (1-x))) ^ n # adalah deret geometri dengan rasio # r = 1 / (x (1-x)) #.

Sekarang kita tahu bahwa deret geometri bertemu ketika nilai absolut rasio lebih kecil dari 1:

# | r | <1 iff-1 <r <1 #

Jadi kita harus menyelesaikan ketidaksetaraan ini:

# 1 / (x (1-x)) <1 dan 1 / (x (1-x))> -1 #

Mari kita mulai dengan yang pertama:

# 1 / (x (1-x)) <1 iff 1 / (x (1-x)) - (x (1-x)) / (x (1-x)) <0 iff #

# (1-x + x ^ 2) / (x (1-x)) <0 #

Kita dapat dengan mudah membuktikan bahwa pembilang selalu positif dan penyebutnya negatif dalam interval #x in (-oo, 0) U (1, oo) #.

Jadi ini adalah solusi untuk ketidaksetaraan pertama kami.

Mari kita lihat yang kedua:

# 1 / (x (1-x)) + (x (1-x)) / (x (1-x))> 0 iff (1 + xx ^ 2) / (x (1-x))> 0 #

Ketidaksetaraan ini memiliki solusi:

#x in (-oo, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #

Jadi seri kami bertemu di mana interval ini benar.

Dengan demikian interval konvergensi kami adalah:

#x in (-oo, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #