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Análisis Matemático 66
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GUTIERREZ (ÚNICA)
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ANÁLISIS MATEMÁTICO 66 CBC
CÁTEDRA GUTIERREZ (ÚNICA)
6.
Use el criterio de la raíz o del cociente, según convenga, para determinar la convergencia o divergencia de las siguientes series:
c) $\sum_{n=0}^{\infty} \frac{(n!)^{2}}{(2 n)!}$
c) $\sum_{n=0}^{\infty} \frac{(n!)^{2}}{(2 n)!}$
Respuesta
Vamos a evaluar si esta serie converge o no usando el Criterio de D'Alembert.
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El término general de nuestra serie es:
$ a_n = \frac{(n!)^2}{(2n)!} $
Primero, encontramos la expresión para \(\frac{a_{n+1}}{a_n}\):
$ a_{n+1} = \frac{((n+1)!)^2}{(2(n+1))!} = \frac{((n+1)!)^2}{(2n+2)!} $
Entonces, el cociente \(\frac{a_{n+1}}{a_n}\) es:
$ \frac{a_{n+1}}{a_n} = \frac{\frac{((n+1)!)^2}{(2n+2)!}}{\frac{(n!)^2}{(2n)!}} = \frac{((n+1)!)^2 \cdot (2n)!}{(2n+2)! \cdot (n!)^2} $
Y acá viene la parte clave. Vamos a usar que:
$ (n+1)! = (n+1)n! $
y además:
$ (2n+2)! = (2n+2)(2n+1)(2n)! $
Antes que te baje la presión: No, no va a aparecer algo así en el parcial jaja
Sustituimos esto en la expresión:
$\frac{a_{n+1}}{a_n} = \frac{(n+1)n! \cdot (n+1)n! \cdot (2n)!}{(2n+2)(2n+1)(2n)! \cdot n! \cdot n!} $
Simplificamos todo lo que podemos y nos queda:
$\frac{a_{n+1}}{a_n} = \frac{(n+1)^2}{(2n+2)(2n+1)} $
Ahora tomamos límite:
$ \lim_{n \to \infty} \frac{(n+1)^2}{(2n+2)(2n+1)} $
Si abrimos ese cuadrado del numerador y distributiva en el denominador nos queda:
$ \lim_{n \to \infty} \frac{(n+1)^2}{(2n+2)(2n+1)} = \lim_{n \to \infty} \frac{n^2 + 2n + 1}{4n^2 + 6n + 2} = \frac{1}{4} $
Por lo tanto, como el resultado del límite es $<1$, D'Alembert nos asegura que nuestra serie converge :)
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