Задача №1801
Условие
Определить область сходимости ряда \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}n(n+1)x^n}\).
Решение
Это степенной ряд. Обозначим \(\displaystyle{a_n=n(n+1)}\), тогда \(\displaystyle{a_{n+1}=(n+1)(n+2)}\). Радиус сходимости будет таким:
Интервал сходимости: \(\displaystyle{-1\lt{x}\lt{1}}\).
Если \(\displaystyle{x=1}\), то \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}n(n+1)x^n=\sum\limits_{n=1}^{\infty}n(n+1)}\). Так как \(\displaystyle{\lim_{n\to\infty}n(n+1)\neq{0}}\), то данный ряд расходится вследствие невыполнения необходимого условия сходимости.
Если \(\displaystyle{x=-1}\), то получим знакочередующийся ряд \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}n(n+1)x^n=\sum\limits_{n=1}^{\infty}(-1)^{n}n(n+1)}\). Так как \(\displaystyle{\lim_{n\to\infty}n(n+1)\neq{0}}\), то данный ряд расходится.
Следовательно, область сходимости будет такой: \(\displaystyle{-1\lt{x}\lt{1}}\).
Ответ:
\(\displaystyle{-1\lt{x}\lt{1}}\)Источники задачи
| Задачник №1 | Берман "Сборник задач по курсу математического анализа" |
| Глава №9 | Ряды |
| Параграф №2 | Функциональные ряды |
| Задача №2808 |