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7a-1-7-2-a-2-7-n-a-n-3-n-1-n-1-a-n-3-n-1-




Question Number 7287 by sarathon last updated on 21/Aug/16
7a_1 +7^2 a_2 +∙∙∙+7^n a_n =3^n −1  Σ_(n=1) ^∞ (a_n /3^(n−1) )=?
$$\mathrm{7}{a}_{\mathrm{1}} +\mathrm{7}^{\mathrm{2}} {a}_{\mathrm{2}} +\centerdot\centerdot\centerdot+\mathrm{7}^{{n}} {a}_{{n}} =\mathrm{3}^{{n}} −\mathrm{1} \\ $$$$\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{a}_{{n}} }{\mathrm{3}^{{n}−\mathrm{1}} }=? \\ $$
Commented by sou1618 last updated on 21/Aug/16
  (1)7a_1 +7^2 a_2 +...+7^n a_n =3^n −1  (2)7a_1 +7^2 a_2 +...+7^(n−1) a_(n−1) =3^(n−1) −1  (1)−(2)⇒7^n a_n =3^n −3^(n−1)        ⇒7^n a_n =3^n (1−(1/3))       ⇒a_n =(2/3)((3/7))^n   S=Σ_(n=1) ^∞ (a_n /3^(n−1) )=Σ_(n=1) ^∞ (2/3)((3/7))^n (1/3^(n−1) )  S=Σ_(n=1) ^∞ 2((3/7))^n (1/3^n )  S=2Σ_(n=1) ^∞ ((1/7))^n   S=2×((1/7)×((1−((1/7))^∞ )/(1−((1/7)))))  ((1/7))^∞ =0  S=(2/7)×(7/(7−1))  S=(1/3)  +++++++++++++++  if you need...(Σ_(k=1) ^n a^k =a((1−a^n )/(1−a)))...  (3)A=a+a^2 +a^3 +...+a^n   (4)aA=a^2 +a^3 +a^4 +...+a^(n+1)   (3)−(4)⇒  (1−a)A=a−a^(n+1)   A=a((1−a^n )/(1−a))
$$ \\ $$$$\left(\mathrm{1}\right)\mathrm{7}{a}_{\mathrm{1}} +\mathrm{7}^{\mathrm{2}} {a}_{\mathrm{2}} +…+\mathrm{7}^{{n}} {a}_{{n}} =\mathrm{3}^{{n}} −\mathrm{1} \\ $$$$\left(\mathrm{2}\right)\mathrm{7}{a}_{\mathrm{1}} +\mathrm{7}^{\mathrm{2}} {a}_{\mathrm{2}} +…+\mathrm{7}^{{n}−\mathrm{1}} {a}_{{n}−\mathrm{1}} =\mathrm{3}^{{n}−\mathrm{1}} −\mathrm{1} \\ $$$$\left(\mathrm{1}\right)−\left(\mathrm{2}\right)\Rightarrow\mathrm{7}^{{n}} {a}_{{n}} =\mathrm{3}^{{n}} −\mathrm{3}^{{n}−\mathrm{1}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\Rightarrow\mathrm{7}^{{n}} {a}_{{n}} =\mathrm{3}^{{n}} \left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\Rightarrow{a}_{{n}} =\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\left(\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{7}}\right)^{{n}} \\ $$$${S}=\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{a}_{{n}} }{\mathrm{3}^{{n}−\mathrm{1}} }=\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\left(\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{7}}\right)^{{n}} \frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}^{{n}−\mathrm{1}} } \\ $$$${S}=\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\mathrm{2}\left(\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{7}}\right)^{{n}} \frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}^{{n}} } \\ $$$${S}=\mathrm{2}\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}\right)^{{n}} \\ $$$${S}=\mathrm{2}×\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}×\frac{\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}\right)^{\infty} }{\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}\right)}\right) \\ $$$$\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}}\right)^{\infty} =\mathrm{0} \\ $$$${S}=\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{7}}×\frac{\mathrm{7}}{\mathrm{7}−\mathrm{1}} \\ $$$${S}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}} \\ $$$$+++++++++++++++ \\ $$$${if}\:{you}\:{need}…\left(\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\sum}}{a}^{{k}} ={a}\frac{\mathrm{1}−{a}^{{n}} }{\mathrm{1}−{a}}\right)… \\ $$$$\left(\mathrm{3}\right){A}={a}+{a}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{3}} +…+{a}^{{n}} \\ $$$$\left(\mathrm{4}\right){aA}={a}^{\mathrm{2}} +{a}^{\mathrm{3}} +{a}^{\mathrm{4}} +…+{a}^{{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$\left(\mathrm{3}\right)−\left(\mathrm{4}\right)\Rightarrow \\ $$$$\left(\mathrm{1}−{a}\right){A}={a}−{a}^{{n}+\mathrm{1}} \\ $$$${A}={a}\frac{\mathrm{1}−{a}^{{n}} }{\mathrm{1}−{a}} \\ $$
Commented by peter james last updated on 22/Aug/16
very gd.
$${very}\:{gd}. \\ $$

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