Question Number 144831 by mathdanisur last updated on 29/Jun/21
$$\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{1}\centerdot\mathrm{2}\centerdot\mathrm{3}}\:+\:\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{2}\centerdot\mathrm{3}\centerdot\mathrm{4}}\:+\:\frac{\mathrm{7}}{\mathrm{3}\centerdot\mathrm{4}\centerdot\mathrm{5}}\:+\:\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{4}\centerdot\mathrm{5}\centerdot\mathrm{6}}\:+\:…\:\infty=? \\ $$
Answered by Dwaipayan Shikari last updated on 29/Jun/21
$$\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)\left({n}+\mathrm{2}\right)}=\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{{n}\left({n}+\mathrm{2}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\left({n}+\mathrm{1}\right)\left({n}+\mathrm{2}\right)} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{{n}}−\frac{\mathrm{1}}{{n}+\mathrm{2}}+\underset{{n}=\mathrm{2}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{{n}}−\frac{\mathrm{1}}{{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}=\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{4}} \\ $$
Commented by mathdanisur last updated on 29/Jun/21
$${alot}\:{cool}\:{thanks}\:{Sir} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 30/Jun/21
$$\mathrm{S}=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{1}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{2n}+\mathrm{1}}{\mathrm{n}\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{n}+\mathrm{2}\right)}\:\:\mathrm{let}\:\mathrm{decompose} \\ $$$$\mathrm{F}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{2x}+\mathrm{1}}{\mathrm{x}\left(\mathrm{x}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{x}+\mathrm{2}\right)}\:\Rightarrow\mathrm{F}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{a}}{\mathrm{x}}+\frac{\mathrm{b}}{\mathrm{x}+\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{c}}{\mathrm{x}+\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{a}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:,\:\mathrm{b}=\frac{−\mathrm{1}}{\left(−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{1}\right)}=\mathrm{1}\:\:,\mathrm{c}=\frac{−\mathrm{3}}{\left(−\mathrm{2}\right)\left(−\mathrm{1}\right)}=−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{F}\left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2x}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{x}+\mathrm{1}}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}\left(\mathrm{x}+\mathrm{2}\right)}\:\Rightarrow \\ $$$$\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{F}\left(\mathrm{k}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}}+\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}+\mathrm{1}}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}+\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}}=\mathrm{H}_{\mathrm{n}} \\ $$$$\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}+\mathrm{1}}=\sum_{=\mathrm{2}} ^{\mathrm{n}+\mathrm{1}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}}\:=\mathrm{H}_{\mathrm{n}} −\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}+\mathrm{2}}=\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{3}} ^{\mathrm{n}+\mathrm{2}} \:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{k}}=\mathrm{H}_{\mathrm{n}} −\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{2}}\:\Rightarrow \\ $$$$\sum_{\mathrm{k}=\mathrm{1}} ^{\mathrm{n}} \:\mathrm{F}\left(\mathrm{k}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{H}_{\mathrm{n}} +\mathrm{H}_{\mathrm{n}} −\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{1}}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{H}_{\mathrm{n}} −\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{2}}\right) \\ $$$$=−\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{4}}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right)}−\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}\left(\mathrm{n}+\mathrm{2}\right)}\rightarrow\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{4}}−\mathrm{1}=\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{4}}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{S}=\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{4}} \\ $$
Commented by mathdanisur last updated on 30/Jun/21
$${cool}\:{thanks}\:{Sir} \\ $$