Question Number 62669 by Sayantan chakraborty last updated on 24/Jun/19
$${calculate}\:{the}\:{value}\:{of}\:\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{1947}} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} +\sqrt{\mathrm{2}^{\mathrm{1947}} }} \\ $$
Answered by tanmay last updated on 24/Jun/19
$${a}=\sqrt{\mathrm{2}^{\mathrm{1947}} }\: \\ $$$${S}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{0}} +{a}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{1}} +{a}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{2}} +{a}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{3}} +{a}}+…+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{1947}} +{a}} \\ $$$$\frac{\mathrm{2}+{a}}{\mathrm{2}}\geqslant\left(\mathrm{2}×{a}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \\ $$$$\mathrm{2}+{a}\geqslant\mathrm{2}×\left(\mathrm{2}{a}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}+{a}}\leqslant\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}×\left(\mathrm{2}{a}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} } \\ $$$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}+{a}}\leqslant\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{a}}\:×\left(\mathrm{2}\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} } \\ $$$${S}\leqslant\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{a}}}\left[\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}^{\mathrm{0}} \right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} }+\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}^{\mathrm{1}} \right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} }+\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}^{\mathrm{2}} \right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} }+…+\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}^{\mathrm{1947}} \right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} }\right] \\ $$$${S}\leqslant\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{a}}}\left[\frac{\mathrm{1}}{\left(\sqrt{\mathrm{2}\:}\:\right)^{\mathrm{0}} }+\frac{\mathrm{1}}{\left(\sqrt{\mathrm{2}}\:\right)^{\mathrm{1}} }+\frac{\mathrm{1}}{\left(\sqrt{\mathrm{2}}\:\right)^{\mathrm{2}} }+…+\frac{\mathrm{1}}{\left(\sqrt{\mathrm{2}}\:\right)^{\mathrm{1947}} }\right] \\ $$$${S}\leqslant\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{a}}}×\frac{\frac{\mathrm{1}}{\left(\sqrt{\mathrm{2}}\:\right)^{\mathrm{0}} }\left\{\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:}\right)^{\mathrm{1948}} \right\}}{\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\right)}\:\left[{using}\:\frac{{A}\left(\mathrm{1}−{r}^{{n}} \right)}{\mathrm{1}−{r}}\right] \\ $$$${S}\leqslant\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{{a}}}×\frac{\sqrt{\mathrm{2}}×\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{974}} }\right)}{\:\sqrt{\mathrm{2}}\:−\mathrm{1}} \\ $$$${S}\leqslant\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{2}}\:\right)}\:×\frac{\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{974}} }}{\left(\sqrt{\mathrm{2}^{\mathrm{1947}} }\:\:\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} }\approx\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}−\sqrt{\mathrm{2}}\:\right)}×\frac{\mathrm{1}}{\left(\sqrt{\mathrm{2}^{\mathrm{1947}} }\:\right)^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} } \\ $$$$\boldsymbol{{i}}\:\boldsymbol{{have}}\:\boldsymbol{{found}}\:\boldsymbol{{approximate}}\:\boldsymbol{{value}}\:\boldsymbol{{not}} \\ $$$$\boldsymbol{{exact}}\:\boldsymbol{{value}}\:\boldsymbol{{so}}\:\boldsymbol{{please}}\:\boldsymbol{{cheack}} \\ $$
Commented by Sayantan chakraborty last updated on 25/Jun/19
$${answer}\:{is}\:\frac{\mathrm{487}}{\:\sqrt{}\mathrm{2}^{\mathrm{1945}} }. \\ $$
Answered by ajfour last updated on 30/Jun/19
$${S}=\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{2}{N}} {\sum}}\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}} +\mathrm{2}^{{N}} }\:\:\:\:\:\left({where}\:\mathrm{2}{N}=\mathrm{1947}\right) \\ $$$$\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{N}} }\:\left(\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{2}{N}} {\sum}}\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{2}^{{n}−{N}} }\right) \\ $$$$\mathrm{2}^{{N}} {S}=\frac{\mathrm{2}^{{N}} }{\mathrm{2}^{{N}} +\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{2}^{{N}} }{\mathrm{2}^{{N}} +\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{2}^{{N}} }{\mathrm{2}^{{N}} +\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }+… \\ $$$$\:\:……+\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{2}+\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{1}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }+.. \\ $$$$\:\:\:\:\:…..+\frac{\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{2}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}^{{N}} +}\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{2}+\mathrm{2}^{{N}} }+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}+\mathrm{2}^{{N}} }+…. \\ $$$$\Rightarrow\:\:\:\:\mathrm{2}^{{N}} {S}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}+{N} \\ $$$$\:{S}\:=\:\frac{\mathrm{2}{N}+\mathrm{1}}{\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}^{\mathrm{2}{N}} }}\:\: \\ $$$$\Rightarrow\:\:{S}=\:\:\frac{\mathrm{1948}}{\mathrm{2}\left(\sqrt{}\mathrm{2}^{\mathrm{1947}} \right)}\:=\frac{\mathrm{487}}{\:\sqrt{}\mathrm{2}^{\mathrm{1945}} }\:. \\ $$
Commented by Sayantan chakraborty last updated on 30/Jun/19
$$\boldsymbol{{Yes}}\:\boldsymbol{{it}}\:\boldsymbol{{is}}\:\boldsymbol{{correct}}\:\boldsymbol{{solution}}. \\ $$