Question Number 106246 by mohammad17 last updated on 03/Aug/20
Commented by mohammad17 last updated on 03/Aug/20
$${test}\:{the}\:{series}\:{converge}\:{or}\:{diverge} \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 04/Aug/20
$$\left.\mathrm{9}\right)\:\mathrm{S}\:=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{1}} ^{\infty} \:\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}} \:\mathrm{u}_{\mathrm{n}} \:\mathrm{with}\:\mathrm{u}_{\mathrm{n}} =\frac{\left(\mathrm{n}+\mathrm{5}\right)^{\mathrm{2}} }{\left(\mathrm{n}+\mathrm{3}\right)^{\mathrm{5}} }\:=\varphi\left(\mathrm{n}\right)\:\mathrm{with} \\ $$$$\varphi\left(\mathrm{x}\right)\:=\frac{\left(\mathrm{x}+\mathrm{5}\right)^{\mathrm{2}} }{\left(\mathrm{x}+\mathrm{3}\right)^{\mathrm{5}} }\:\left(\:\mathrm{we}\:\mathrm{take}\:\mathrm{x}>\mathrm{0}\right)\:\Rightarrow \\ $$$$\varphi^{'} \left(\mathrm{x}\right)\:=\frac{\mathrm{2}\left(\mathrm{x}+\mathrm{5}\right)\left(\mathrm{x}+\mathrm{3}\right)^{\mathrm{5}} −\mathrm{5}\left(\mathrm{x}+\mathrm{3}\right)^{\mathrm{4}} \left(\mathrm{x}+\mathrm{5}\right)^{\mathrm{2}} }{\left(\mathrm{x}+\mathrm{3}\right)^{\mathrm{10}} } \\ $$$$=\frac{\mathrm{2}\left(\mathrm{x}+\mathrm{5}\right)\left(\mathrm{x}+\mathrm{3}\right)−\mathrm{5}\left(\mathrm{x}+\mathrm{5}\right)^{\mathrm{2}} }{\left(\mathrm{x}+\mathrm{3}\right)^{\mathrm{6}} }\:=\frac{\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{6x}\:+\mathrm{10x}+\mathrm{30}−\mathrm{5}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{10x}+\mathrm{25}\right)}{\left(\mathrm{x}+\mathrm{3}\right)^{\mathrm{6}} } \\ $$$$=\frac{\mathrm{2x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{16x}\:+\mathrm{30}−\mathrm{5x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{50x}\:−\mathrm{125}}{\left(\mathrm{x}+\mathrm{3}\right)^{\mathrm{6}} } \\ $$$$=\frac{−\mathrm{3x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{34x}−\mathrm{125}}{\left(\mathrm{x}+\mathrm{3}\right)^{\mathrm{2}} }<\mathrm{0}\:\Rightarrow\varphi\:\mathrm{is}\:\mathrm{decreazing}\:\Rightarrow\mathrm{S}\:\mathrm{is}\:\mathrm{alternate}\:\mathrm{serie} \\ $$$$\mathrm{convergent}\:\:. \\ $$$$ \\ $$
Commented by mohammad17 last updated on 04/Aug/20
$${thank}\:{you}\:{sir} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 03/Aug/20
$$\left.\mathrm{3}\right)\:\mathrm{S}\:=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{1}} ^{\infty} \:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}} }{\mathrm{n}+\mathrm{2}^{\mathrm{n}} }\:\:\:\mathrm{for}\:\mathrm{all}\:\mathrm{n}\geqslant\mathrm{1}\:\:\:\mathrm{n}+\mathrm{2}^{\mathrm{n}} \:>\mathrm{2}^{\mathrm{n}\:} \:\Rightarrow\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{2}^{\mathrm{n}} }<\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}} }\:\Rightarrow \\ $$$$\mid\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}} }{\mathrm{n}+\mathrm{2}^{\mathrm{n}} }\mid<\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}} }\:\:\mathrm{and}\:\mathrm{the}\:\mathrm{serie}\:\Sigma\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{\mathrm{n}} }\:\mathrm{converges}\:\Rightarrow\:\mathrm{S}\:\mathrm{converves} \\ $$
Commented by mohammad17 last updated on 04/Aug/20
$${thank}\:{you}\:{sir} \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 04/Aug/20
$$\mathrm{you}\:\mathrm{are}\:\mathrm{welcome}\:\mathrm{sir} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 03/Aug/20
$$\left.\mathrm{5}\right)\:\mathrm{S}\:=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{2}} ^{\infty} \:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} }{\left(\mathrm{nln}\left(\mathrm{n}\right)\right)^{\mathrm{2}} }\:\Rightarrow\:\mathrm{S}\:=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{2}} ^{\infty} \:\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} \:\mathrm{u}_{\mathrm{n}} \\ $$$$\mathrm{u}_{\mathrm{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{nln}\left(\mathrm{n}\right)\right)^{\mathrm{2}} }\:\:\mathrm{u}_{\mathrm{n}} \mathrm{is}\:>\mathrm{0}\:\:\:\mathrm{decrezing}\:\mathrm{to}\:\mathrm{0}\:\Rightarrow\:\mathrm{S}\:\mathrm{is}\:\mathrm{a}\:\mathrm{alternate}\:\mathrm{serie} \\ $$$$\mathrm{convergente} \\ $$$$\mathrm{another}\:\mathrm{way}\:\:\mid\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} }{\left(\mathrm{nlnn}\right)^{\mathrm{2}} }\mid\leqslant\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{nlnn}\right)^{\mathrm{2}} }\:\:\mathrm{the}\:\mathrm{sdquence}\:\mathrm{u}_{\mathrm{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{nlnn}\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\mathrm{is}\:\mathrm{decreazing}\:\Rightarrow\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{2}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{nlnn}\right)^{\mathrm{2}} }\:\mathrm{and}\:\int_{\mathrm{2}} ^{+\infty} \:\frac{\mathrm{dx}}{\left(\mathrm{xlnx}\right)^{\mathrm{2}} }\:\mathrm{have}\:\mathrm{same} \\ $$$$\mathrm{nature}\:\mathrm{of}\:\mathrm{convergence}\:\:\mathrm{we}\:\mathrm{have} \\ $$$$\int_{\mathrm{2}} ^{+\infty} \:\frac{\mathrm{dx}}{\left(\mathrm{xlnx}\right)^{\mathrm{2}} }\:=_{\mathrm{lnx}=\mathrm{t}} \:\:\:\:\int_{\mathrm{ln2}} ^{+\infty} \:\frac{\mathrm{e}^{\mathrm{t}} \mathrm{dt}}{\left(\mathrm{e}^{\mathrm{t}} \mathrm{t}\right)^{\mathrm{2}} }\:=\int_{\mathrm{ln2}} ^{+\infty} \:\frac{\mathrm{e}^{−\mathrm{t}} }{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} }\:\mathrm{dt}\:\:\mathrm{and}\:\mathrm{this}\:\mathrm{integral}\:\mathrm{is} \\ $$$$\mathrm{convergent}\:\Rightarrow\:\mathrm{S}\:\mathrm{is}\:\mathrm{convergent} \\ $$
Commented by mohammad17 last updated on 04/Aug/20
$${thank}\:{you}\:{sir} \\ $$
Commented by mathmax by abdo last updated on 04/Aug/20
$$\mathrm{you}\:\mathrm{are}\:\mathrm{welcome}\:\mathrm{sir} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 04/Aug/20
$$\left.\mathrm{7}\right)\:\mathrm{S}\:=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{1}} ^{\infty\:\:} \:\frac{\mathrm{sin}\left(\alpha\mathrm{n}\right)}{\mathrm{n}!}\:\Rightarrow\:\mathrm{S}\:=\sum_{\mathrm{n}=\mathrm{1}} ^{\infty} \:\mathrm{u}_{\mathrm{n}} \\ $$$$\mid\frac{\mathrm{u}_{\mathrm{n}+\mathrm{1}} }{\mathrm{u}_{\mathrm{n}} }\mid\:=\mid\frac{\mathrm{sin}\left(\alpha\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right)\right)}{\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right)!}×\frac{\mathrm{n}!}{\mathrm{sin}\left(\alpha\mathrm{n}\right)}\mid\:=\mid\frac{\mathrm{sin}\left(\alpha\mathrm{n}+\mathrm{n}\right)}{\mathrm{sin}\left(\alpha\mathrm{n}\right)}\mid×\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{1}}\:\rightarrow\mathrm{0}\left(\mathrm{n}\rightarrow+\infty\right) \\ $$$$\mathrm{S}\:\mathrm{is}\:\mathrm{convervent}\: \\ $$$$\mathrm{another}\:\mathrm{way}\:\:\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:\mid\frac{\mathrm{sin}\left(\alpha\mathrm{n}\right)}{\mathrm{n}!}\mid\leqslant\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}!}\:\:\forall\mathrm{n}\:\:\mathrm{and}\:\Sigma\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}!}\:\mathrm{converges}\:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{S}\:\mathrm{converges}\:\mathrm{absolument}\:\Rightarrow\mathrm{S}\:\mathrm{conerges}.. \\ $$
Commented by mohammad17 last updated on 04/Aug/20
$${thank}\:{you}\:{sir}\: \\ $$