Question Number 396 by 123456 last updated on 25/Jan/15
$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{4}}+\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{6}}−\frac{\mathrm{7}}{\mathrm{8}}+\centerdot\centerdot\centerdot={x} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{8}}+…={y} \\ $$$$−−−−−−−−−−−−−−−−−− \\ $$$$\underset{{i}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}{i}+\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{i}} }\:\mathrm{converge}? \\ $$
Commented by 123456 last updated on 28/Dec/14
$${x}+{y}=\mathrm{1}−\mathrm{1}+\mathrm{1}−\mathrm{1}+\mathrm{1}−\mathrm{1}+\mathrm{1}−\mathrm{1}+\centerdot\centerdot\centerdot \\ $$
Answered by prakash jain last updated on 29/Dec/14
$$\underset{{i}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}{i}+\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{i}} }=\mathrm{2}\underset{{i}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\:\frac{{i}}{\mathrm{2}^{{i}} }\:+\underset{{i}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{i}} }=\mathrm{2}{S}_{\mathrm{1}} +{S}_{\mathrm{2}} \\ $$$${S}_{\mathrm{1}} =\underset{{i}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\:\frac{{i}}{\mathrm{2}^{{i}} }=\mathrm{0}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\:}+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }+\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}^{\mathrm{3}} }+\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{2}^{\mathrm{4}} }+… \\ $$$$\frac{{S}_{\mathrm{1}} }{\mathrm{2}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{2}^{\mathrm{3}} }+\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}^{\mathrm{4}} }+… \\ $$$${S}_{\mathrm{1}} −\frac{{S}_{\mathrm{1}} }{\mathrm{2}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{3}} }+..=\frac{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}}{\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}}=\mathrm{1}\Rightarrow{S}_{\mathrm{1}} =\mathrm{2} \\ $$$${S}_{\mathrm{2}} =\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }+…=\mathrm{2} \\ $$$$\mathrm{2}{S}_{\mathrm{1}} +{S}_{\mathrm{2}} =\mathrm{6} \\ $$