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lim-x-1-x-r-1-x-cos-rpi-2x-x-N-




Question Number 158334 by alcohol last updated on 02/Nov/21
lim_(x→∞) (1/x)Σ_(r=1) ^x cos(((rπ)/(2x)))  x∈N
limx1xxr=1cos(rπ2x)xN
Commented by aleks041103 last updated on 02/Nov/21
The upper bound of the summation  can only be a natural number, while  x is not...Probably there is a mistake!
Theupperboundofthesummationcanonlybeanaturalnumber,whilexisnotProbablythereisamistake!
Commented by alcohol last updated on 02/Nov/21
x∈N
xN
Commented by puissant last updated on 03/Nov/21
lim_(x→∞) (1/x)Σ_(r=1) ^x cos(((rπ)/(2x))) = ∫_0 ^1 cos(((πa)/2))da  = (2/π){sin(((πa)/2))}_0 ^1  = (2/π)
limx1xxr=1cos(rπ2x)=01cos(πa2)da=2π{sin(πa2)}01=2π
Answered by aleks041103 last updated on 02/Nov/21
Σ_(r=1) ^x cos(((rπ)/(2x)))=Re(Σ_(r=1) ^x e^((irπ)/(2x)) )=Re(Σ_(r=1) ^x (e^((iπ)/(2x)) )^r )=  =Re(e^((iπ)/(2x)) (((e^((iπ)/(2x)) )^x −1)/(e^((iπ)/(2x)) −1)))=  =Re((e^((iπ)/(2x)) /(e^((iπ)/(2x)) −1)))Re((e^((iπ)/(2x)) )^x −1)−Im((e^((iπ)/(2x)) /(e^((iπ)/(2x)) −1)))Im((e^((iπ)/(2x)) )^x −1)  (e^((iπ)/(2x)) /(e^((iπ)/(2x)) −1)) =1+(1/(e^((iπ)/(2x)) −1))=1+((e^(−((iπ)/(2x))) −1)/((e^((iπ)/(2x)) −1)(e^(−((iπ)/(2x))) −1)))=  =1+((e^(−((iπ)/(2x))) −1)/(1+1−(e^((iπ)/(2x)) +e^(−((iπ)/(2x))) )))=1+((e^(−((iπ)/(2x))) −1)/(2(1−cos((π/(2x))))))=(1/2)(1−ictg((π/(4x))))  ⇒Re(e^((iπ)/(2x)) (((e^((iπ)/(2x)) )^x −1)/(e^((iπ)/(2x)) −1)))=Re((e^((iπ)/(2x)) /(e^((iπ)/(2x)) −1))(i−1))  =(1/2)(−1)−(1/2)ctg((π/(4x)))=−(1/2)(1+ctg((π/(4x))))...
xr=1cos(rπ2x)=Re(xr=1eirπ2x)=Re(xr=1(eiπ2x)r)==Re(eiπ2x(eiπ2x)x1eiπ2x1)==Re(eiπ2xeiπ2x1)Re((eiπ2x)x1)Im(eiπ2xeiπ2x1)Im((eiπ2x)x1)eiπ2xeiπ2x1=1+1eiπ2x1=1+eiπ2x1(eiπ2x1)(eiπ2x1)==1+eiπ2x11+1(eiπ2x+eiπ2x)=1+eiπ2x12(1cos(π2x))=12(1ictg(π4x))Re(eiπ2x(eiπ2x)x1eiπ2x1)=Re(eiπ2xeiπ2x1(i1))=12(1)12ctg(π4x)=12(1+ctg(π4x))

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