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Análisis Matemático 66

2025 GUTIERREZ (ÚNICA)

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ANÁLISIS MATEMÁTICO 66 CBC
CÁTEDRA GUTIERREZ (ÚNICA)

Práctica 11: Series

6. Use el criterio de la raíz o del cociente, según convenga, para determinar la convergencia o divergencia de las siguientes series:
h) n=12nn!nn\sum_{n=1}^{\infty} \frac{2^{n} n!}{n^{n}}

Respuesta

Este ejercicio es prácticamente igual que el d) jajaja, sólo cambia un número! Lo dejo acá resuelto, pero literal hice copy-paste de todo el desarrollo y cambié el 33 por un 22 xD

Vamos a estudiar si esta serie converge o no usando el Criterio de D'Alembert. El término general de nuestra serie es: an=2nn!nn a_n = \frac{2^n n!}{n^n} Primero encontramos an+1an\frac{a_{n+1}}{a_n}: an+1=2n+1(n+1)!(n+1)n+1 a_{n+1} = \frac{2^{n+1} (n+1)!}{(n+1)^{n+1}} Entonces el cociente nos queda: an+1an=2n+1(n+1)!(n+1)n+12nn!nn=2n+1(n+1)!nn2nn!(n+1)n+1 \frac{a_{n+1}}{a_n} = \frac{\frac{2^{n+1} (n+1)!}{(n+1)^{n+1}}}{\frac{2^n n!}{n^n}} = \frac{2^{n+1} (n+1)! \cdot n^n}{2^n n! \cdot (n+1)^{n+1}} Empezamos a reacomodar la situación, vamos simplificando y nos queda: 22n(n+1)nn2n(n+1)(n+1)n=2nn(n+1)n \frac{2 \cdot 2^n (n+1) \cdot n^n}{2^n \cdot (n+1) \cdot (n+1)^n} = \frac{2 \cdot n^n}{(n+1)^n} Ahora podemos reescribir nn(n+1)n\frac{n^n}{(n+1)^n} como (nn+1)n\left( \frac{n}{n+1} \right)^n. Entonces, tenemos: an+1an=2(nn+1)n \frac{a_{n+1}}{a_n} = 2 \left( \frac{n}{n+1} \right)^n Tomamos el límite cuando nn \to \infty: limn2(nn+1)n \lim_{n \to \infty} 2 \left( \frac{n}{n+1} \right)^n Estamos frente a una indeterminación de tipo 11 elevado a \infty. Si la salvamos como hacíamos en sucesiones, deberías llegar a: limn(nn+1)n=e1 \lim_{n \to \infty} \left( \frac{n}{n+1} \right)^n = e^{-1} Entonces, el límite es: limn2(nn+1)n=2e1=2e \lim_{n \to \infty} 2 \left( \frac{n}{n+1} \right)^n = 2 \cdot e^{-1} = \frac{2}{e} Como el resultado del límite es 2e<1\frac{2}{e} < 1, entonces D'Alembert nos asegura que nuestra serie converge. 
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