AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1940

Условие

Найти n-ю частичную сумму \(\displaystyle{S_n}\) ряда и сумму \(\displaystyle{S}\) этого ряда:

\[\frac{1}{3\cdot{4}}+\frac{1}{4\cdot{5}}+\ldots+\frac{1}{(n+2)(n+3)}+\ldots\]

Решение

Разложим общий член ряда на элементарные дроби:

\[u_n=\frac{1}{(n+2)(n+3)}=\frac{n+3-(n+2)}{(n+2)(n+3)}=\frac{1}{n+2}-\frac{1}{n+3}\]

В принципе, можем записать общий член вот так:

\[ u_n=\frac{-1}{n+3}-\frac{-1}{n+2} \]

Обозначив \(\displaystyle{b_n=\frac{-1}{n+2}}\), получим, что \(\displaystyle{u_n=b_{n+1}-b_{n}}\), причём \(\displaystyle{\lim_{n\to\infty}b_n=0}\). Согласно свойству, упомянутому в текущем параграфе №13, получим:

\[ \begin{aligned} & S_n=b_{n+1}-b_1=-\frac{1}{n+3}-\left(-\frac{1}{3}\right)=\frac{1}{3}-\frac{1}{n+3}.\\ & S=0-b_1=\frac{1}{3}. \end{aligned} \]

Это, конечно же, не единственный вариант решения. В следующих двух пунктах решение будет сделано по-иному.

Ответ:

\(\displaystyle{S_n=\frac{1}{3}-\frac{1}{n+3}}\), \(\displaystyle{S=\frac{1}{3}}\).

Источники задачи

Задачник №3Кудрявцев "Сборник задач по математическому анализу" (том №2)
Параграф №13Свойства сходящихся рядов
Задача №2
Пункт №1