Apakah selang penumpuan sum_ {n = 0} ^ {oo} ( frac {1} {x (1-x)}) ^ n?

Apakah selang penumpuan sum_ {n = 0} ^ {oo} ( frac {1} {x (1-x)}) ^ n?
Anonim

Jawapan:

#x dalam (-oo, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #

Penjelasan:

Kita boleh jadi itu #sum_ {n = 0} ^ oo (1 / (x (1-x))) ^ n # adalah siri geometri dengan nisbah # r = 1 / (x (1-x)) #.

Sekarang kita tahu bahawa siri geometri berkumpul apabila nilai mutlak nisbah lebih kecil daripada 1:

# | r | <1 iff-1 <r <1 #

Jadi kita mesti selesaikan ketidaksamaan ini:

# 1 / (x (1-x)) <1 dan 1 / (x (1-x))> -1 #

Mari kita mulakan dengan yang pertama:

# 1 / (x (1-x)) <1 iff 1 / (x (1-x)) - (x (1-x)) / (x (1-x)

# (1-x + x ^ 2) / (x (1-x)) <0 #

Kita boleh dengan mudah membuktikan bahawa pengangka sentiasa positif dan penyebutnya adalah negetif dalam selang #x dalam (-oo, 0) U (1, oo) #.

Jadi ini adalah penyelesaian untuk ketidaksamaan pertama kami.

Mari lihat yang kedua:

# 1 / (x (1-x)) + (x (1-x)) / (x (1-x))> 0 iff (1 + xx ^ 2) / (x (1-x) #

Ketidaksamaan ini mempunyai penyelesaian selang:

#x dalam (-oo, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #

Jadi siri kami menumpu di mana ini untuk selang-seling sama ada benar.

Oleh itu, selang penumpuan kami ialah:

#x dalam (-oo, (1-sqrt5) / 2) U ((1 + sqrt5) / 2, oo) #