Question Number 140833 by liberty last updated on 13/May/21
$$\mathrm{Determine}\:\mathrm{if}\:\mathrm{the}\:\mathrm{series}\:\underset{\mathrm{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\:\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \\ $$$$\mathrm{defined}\:\mathrm{by}\:\mathrm{the}\:\:\mathrm{formula}\:\mathrm{converges}\:\mathrm{or} \\ $$$$\mathrm{diverges}\:.\:\mathrm{a}_{\mathrm{1}} =\:\mathrm{4}\:,\:\mathrm{a}_{\mathrm{n}+\mathrm{1}} \:=\:\frac{\mathrm{10}+\mathrm{sin}\:\mathrm{n}}{\mathrm{n}}.\:\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \\ $$
Commented by liberty last updated on 13/May/21
can anyone help me
Answered by TheSupreme last updated on 13/May/21
$$\frac{{a}_{{n}+\mathrm{1}} }{{a}_{{n}} }=\frac{\mathrm{10}+{sin}\left({n}\right)}{{n}} \\ $$$${lim}\:\frac{{a}_{{n}+\mathrm{1}} }{{a}_{{n}} }=\mathrm{0}\:\rightarrow\:{series}\:{converges} \\ $$
Commented by liberty last updated on 13/May/21
$$\mathrm{why}\:\mathrm{lim}\:\frac{\mathrm{a}_{\mathrm{n}+\mathrm{1}} }{\mathrm{a}_{\mathrm{n}} }\:=\:\mathrm{0}?\:\mathrm{as}\:\mathrm{n}\rightarrow? \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 13/May/21
$$\mathrm{a}_{\mathrm{n}+\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{10}+\mathrm{sin}\left(\mathrm{n}\right)}{\mathrm{n}}\:\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \:\Rightarrow\frac{\mathrm{a}_{\mathrm{n}+\mathrm{1}} }{\mathrm{a}_{\mathrm{n}} }=\frac{\mathrm{10}+\mathrm{sin}\left(\mathrm{n}\right)}{\mathrm{n}}\:\Rightarrow \\ $$$$\prod_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} \:\frac{\mathrm{a}_{\mathrm{k}+\mathrm{1}} }{\mathrm{a}_{\mathrm{k}} }\:=\prod_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} \left(\frac{\mathrm{10}+\mathrm{sin}\left(\mathrm{k}\right)}{\mathrm{k}}\right)\:\Rightarrow\frac{\mathrm{a}_{\mathrm{2}} }{\mathrm{a}_{\mathrm{1}} }.\frac{\mathrm{a}_{\mathrm{3}} }{\mathrm{a}_{\mathrm{2}} }…..\frac{\mathrm{a}_{\mathrm{n}} }{\mathrm{a}_{\mathrm{n}−\mathrm{1}} }=\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{n}−\mathrm{1}\right)!}\prod_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} \left(\mathrm{10}+\mathrm{sin}\left(\mathrm{k}\right)\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{a}_{\mathrm{n}} =\frac{\mathrm{4}}{\left(\mathrm{n}−\mathrm{1}\right)!}\prod_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} \left(\mathrm{10}+\mathrm{sin}\left(\mathrm{k}\right)\right)\:\Rightarrow\mid\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mid\leqslant\frac{\mathrm{4}.\mathrm{11}^{\mathrm{n}} }{\left(\mathrm{n}−\mathrm{1}\right)!}\:=\mathrm{v}_{\mathrm{n}} \\ $$$$\frac{\mathrm{v}_{\mathrm{n}+\mathrm{1}} }{\mathrm{v}_{\mathrm{n}} }\:=\frac{\mathrm{4}.\mathrm{11}^{\mathrm{n}+\mathrm{1}} }{\mathrm{n}!}×\frac{\left(\mathrm{n}−\mathrm{1}\right)!}{\mathrm{4}.\mathrm{11}^{\mathrm{n}} }\:=\frac{\mathrm{11}}{\mathrm{n}}\rightarrow\mathrm{0}\left(\mathrm{n}\rightarrow\infty\right)\:\Rightarrow\Sigma\:\mathrm{v}_{\mathrm{n}} \:\mathrm{converges}\:\Rightarrow \\ $$$$\Sigma\:\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \:\mathrm{cv}. \\ $$
Answered by physicstutes last updated on 13/May/21
$${a}_{{n}+\mathrm{1}} \:=\:\frac{\mathrm{10}\:+\:\mathrm{sin}\:{n}}{{n}}\:{a}_{{n}} \\ $$$$\Rightarrow\:\frac{{a}_{{n}+\mathrm{1}} }{{a}_{{n}} }\:=\:\frac{\mathrm{10}\:+\:\mathrm{sin}\:{n}}{{n}}\:=\:\frac{\mathrm{10}}{{n}\:}\:+\:\frac{\mathrm{sin}\:{n}}{{n}} \\ $$$$\:\underset{{n}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\frac{{a}_{{n}+\mathrm{1}} }{{a}_{{n}} }\:=\:\underset{{n}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:\left(\frac{\mathrm{10}}{{n}}+\frac{\mathrm{sin}\:{n}}{{n}}\right)\:=\:\mathrm{0}\:+\:\mathrm{0}\:\:=\:\mathrm{0}\:<\:\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\:\:\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}{a}_{{n}} \:\mathrm{converges}\:\mathrm{by}\:\mathrm{the}\:\mathrm{ratio}\:\mathrm{test}. \\ $$