Question Number 114110 by bemath last updated on 17/Sep/20
$$\frac{\mathrm{4}}{\mathrm{1}!}\:+\:\frac{\mathrm{11}}{\mathrm{2}!}\:+\:\frac{\mathrm{22}}{\mathrm{3}!}\:+\:\frac{\mathrm{37}}{\mathrm{4}!}\:+\:…\:=\:? \\ $$
Commented by Dwaipayan Shikari last updated on 17/Sep/20
$${y}\:\:\bigtriangleup{y}\:\bigtriangleup^{\mathrm{2}} {y} \\ $$$$\mathrm{4} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{7} \\ $$$$\mathrm{11}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{4} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{11} \\ $$$$\mathrm{22}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{4} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{15} \\ $$$$\mathrm{37} \\ $$$$\phi\left({y}\right)=\mathrm{4}+\mathrm{7}\left({n}−\mathrm{1}\right)+\mathrm{2}\left({n}−\mathrm{1}\right)\left({n}−\mathrm{2}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\mathrm{4}+\left({n}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{7}+\mathrm{2}{n}−\mathrm{4}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:=\mathrm{4}+\left({n}−\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{3}\right)=\mathrm{4}+\mathrm{2}{n}^{\mathrm{2}} +{n}−\mathrm{3}=\mathrm{2}{n}^{\mathrm{2}} +{n}+\mathrm{1} \\ $$$$\overset{\infty} {\sum}\frac{\mathrm{2}{n}^{\mathrm{2}} +{n}+\mathrm{1}}{{n}!}=\mathrm{4}{e}+{e}+{e}−\mathrm{1}=\mathrm{6}{e}−\mathrm{1} \\ $$$$\overset{\infty} {\sum}\frac{\mathrm{2}{n}^{\mathrm{2}} }{{n}!}=\mathrm{2}\left(\frac{\mathrm{1}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{1}!}+\frac{\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}!}+\frac{\mathrm{3}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{3}!}+…\right)=\mathrm{2}\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{1}!}+\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{2}!}+….\right) \\ $$$$=\mathrm{2}\left(\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}!}+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{2}!}+..\right)+\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}!}+…\right)\right)=\mathrm{2}.\mathrm{2}{e}=\mathrm{4}{e} \\ $$$$\overset{\infty} {\sum}\frac{{n}}{{n}!}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}!}+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{2}!}+…..=\left(\mathrm{1}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}!}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}!}+….\right)={e} \\ $$$$\overset{\infty} {\sum}\frac{\mathrm{1}}{{n}!}={e}−\mathrm{1} \\ $$
Commented by bemath last updated on 17/Sep/20
$${bravoo} \\ $$
Answered by bobhans last updated on 17/Sep/20
$${S}\:=\:\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}{n}^{\mathrm{2}} +{n}+\mathrm{1}}{{n}!}=\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}{n}\left({n}−\mathrm{1}\right)+\mathrm{3}{n}+\mathrm{1}}{{n}!} \\ $$$$=\:\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}{n}\left({n}−\mathrm{1}\right)}{{n}!}+\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{3}{n}}{{n}!}\:+\:\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{{n}!} \\ $$$${S}_{\mathrm{1}} =\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{{n}!}={e}−\mathrm{1}.\:\:\left[\:{e}^{{x}} =\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\:\frac{{x}^{{n}} }{{n}!}\:,\:{letting}\:{x}=\mathrm{1}\:\right]\: \\ $$$${S}_{\mathrm{2}} =\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{3}{n}}{{n}!}\:=\:\mathrm{3}{e}\:.\:\left[\:{e}^{{x}} =\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{nx}^{{n}−\mathrm{1}} }{{n}!}\:\right] \\ $$$${S}_{\mathrm{3}} =\:\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}{n}\left({n}−\mathrm{1}\right)}{{n}!}\:=\:\mathrm{2}{e}.\:\left[\:{e}^{{x}} =\underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{{n}\left({n}−\mathrm{1}\right){x}^{{n}−\mathrm{2}} }{{n}!}\right] \\ $$$${Hence}\:{S}\:=\:{S}_{\mathrm{1}} +{S}_{\mathrm{2}} +{S}_{\mathrm{3}} =\:{e}−\mathrm{1}+\mathrm{3}{e}+\mathrm{2}{e}=\:\mathrm{6}{e}−\mathrm{1} \\ $$