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Análisis Matemático 66

2024 GUTIERREZ (ÚNICA)

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ANÁLISIS MATEMÁTICO 66 CBC
CÁTEDRA GUTIERREZ (ÚNICA)

Práctica 11: Series

4. Decida si cada una de las siguientes series es convergente o divergente:
h) $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{2+\sin^{3}(n)}{2^{n}+n^{2}}$

Respuesta

En este caso, mirando la expresión de nuestra serie:

$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{2+\sin^{3}(n)}{2^{n}+n^{2}}$

podemos sospechar que, cuando $n$ sea muuuy grande, se va a comportar igual que

$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{2^n} = \sum_{n=1}^{\infty} (\frac{1}{2})^n$

que sabemos que converge por ser una serie geométrica con $r < 1$

En este caso podemos usar el criterio de comparación directa, que también vimos en la segunda clase de Series positivas. En este caso fijate que:

$ 2 + \sin^3(n) \leq 3 $ (porque acordate que el seno oscila entre $1$ y $-1$)

y además

$ 2^n + n^2 \geq 2^n $

Entonces, podemos afirmar que:

$ \frac{2 + \sin^3(n)}{2^n + n^2} \leq \frac{3}{2^n} $

Y la serie $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{3}{2^n}$, que también la podemos escribir como $3 \sum_{n=1}^{\infty} (\frac{1}{2})^n$, sabemos que converge. Entonces, por el criterio de comparación directa podemos afirmar que nuestra serie también converge.
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Maggui
24 de junio 18:34
hola Flor, una pregunta, por qué comparas 2^n+ n^2 con 2^n? o sea por qué se compara con 2^n y no otro numero?
Flor
PROFE
25 de junio 9:26
@Maggui Hola Maggi! Porque fijate que, nosotros cuando nos imaginamos que va a pasar cuando $n$ sea muuuuy grande, pensamos en "quién manda"... en el denominador $2^n$ le recontra gana a cualquier polinomio, como $n^2$. Acordate de sucesiones que, tener la $n$ en el exponente le gana a los polinomios (o sea, "es el que manda") y a su vez el que le ganaba a todos era $n!$. Entonces, cuando $n$ sea muy grande, ese $n^2$ va a ser despreciable ahí sumando, asi que va a ser casi como tener únicamente $2^n$. 
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Leon
20 de junio 15:04
buenas, una pregunta, no se podria usar el criterio de paso al limite de una? sin tener que usar el de comparación directa antes
Flor
PROFE
21 de junio 9:37
@Leon Hola León! Sisi, con el criterio del paso al límite también lo podés justificar, sale por cualquiera de los dos :)
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