Question Number 31977 by abdo imad last updated on 17/Mar/18
$${find}\:{the}\:{value}\:{of}\:\:\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\:\:\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{3}\right)} \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 17/Mar/18
$$\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$
Commented by abdo imad last updated on 18/Mar/18
$${let}\:{put}\:{S}_{{n}} =\:\sum_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}} \:\:\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}{k}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{k}+\mathrm{3}\right)}\:{we}\:{have}\: \\ $$$${S}_{{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:\sum_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}} \:\left(\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{k}+\mathrm{1}}\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{k}+\mathrm{3}}\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{2}{S}_{{n}} =\:\sum_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}} \left({a}_{{k}} \:−{a}_{{k}+\mathrm{1}} \right)\:\:{with}\:{a}_{{k}} =\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{k}+\mathrm{1}} \\ $$$$=\:{a}_{\mathrm{0}} \:−{a}_{\mathrm{1}} \:+{a}_{\mathrm{1}} \:−{a}_{\mathrm{2}} \:+….+{a}_{{n}} \:−{a}_{{n}+\mathrm{1}} ={a}_{\mathrm{0}} \:−{a}_{{n}+\mathrm{1}} =\mathrm{1}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{n}+\mathrm{3}} \\ $$$$\Rightarrow\:{S}_{{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{3}\right)}\:\Rightarrow{lim}_{{n}\rightarrow\infty} \:{S}_{{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:. \\ $$$$ \\ $$
Answered by Joel578 last updated on 18/Mar/18
$${S}_{{k}} \:=\:\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{{k}} {\sum}}\:\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{2}{n}\:+\:\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{n}\:+\:\mathrm{3}\right)} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:\underset{{n}=\mathrm{0}} {\overset{{k}} {\sum}}\:\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{n}\:+\:\mathrm{1}}\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{n}\:+\:\mathrm{3}}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[\left(\mathrm{1}\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\right)\:+\:\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5}}\right)\:+\:…\:+\:\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{k}\:+\:\mathrm{1}}\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{k}\:+\:\mathrm{3}}\right)\right. \\ $$$$\:\:\:\:\:\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{1}\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{k}\:+\:\mathrm{3}}\right) \\ $$$$ \\ $$$$\underset{{k}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:{S}_{{k}} \:=\:\underset{{k}\rightarrow\infty} {\mathrm{lim}}\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{1}\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{k}\:+\:\mathrm{3}}\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$