Studio della convergenza di una serie

Messaggioda jarrod » 14/08/2019, 11:01

Ciao, stavo studiando la convergenza di questa serie $\sum_{n=1}^oo (x^(2n))/(n!)$
con $x in RR$ converge per x se e solo se

$x >= 0 $
converge per ogni $x in RR$
$x = 0 $
$x in [ -1/2, 1/2]$

A primo impatto direi l'ultima opzione per la condizione necessaria della convergenza.

Sono partito a studiare la convergenza assoluta:
$|(x^(2n))/(n!)|$
Successivamente ho diviso in due casi applicando il criterio della radice n-esima
Nel denominatore mi esce la radice n-esima di n fattoriale. Per $ n -> +oo $ viene $+oo $ (applico Stirling).
Nel numeratore invece ho $-1 < x^2 < 1$
In questo punto mi blocco.. Qualcuno riesce a darmi una mano?
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Re: Studio della convergenza di una serie

Messaggioda tommik » 14/08/2019, 11:42

Riscriviamo la serie in questo modo:

$sum_(n=1)^(oo)(x^2)^n/(n!)=sum_(n=1)^(oo)a_n$


e vediamo che la serie è a termini positivi con $a_n !=0$

Quindi possiamo applicare il criterio del rapporto che porge

$lim_(n rarr +oo)((x^2)^(n+1) n!)/((x^2)^n( n+1)!) =x^2/n rarr0$

Nota che il risultato è indipendente dal punto scelto e quindi la serie converge in ogni punto dell'asse reale

:smt039
Gurdulù ha ingurgitato una pinta d'acqua salata prima di capire che non è il mare che deve stare dentro a lui ma è lui che deve stare nel mare
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Re: Studio della convergenza di una serie

Messaggioda jarrod » 14/08/2019, 12:00

Il risultato del limite viene $x^2/(n + 1)$ (credo).
Comunque grazie, mi sono perso in un bicchier d'acqua.
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Re: Studio della convergenza di una serie

Messaggioda tommik » 14/08/2019, 12:03

jarrod ha scritto:Il risultato del limite viene $x^2/(n + 1)$ (credo).



ops....vero
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Re: Studio della convergenza di una serie

Messaggioda pilloeffe » 14/08/2019, 12:20

Ciao jarrod,
jarrod ha scritto:Il risultato del limite viene $ x^2/(n+1) $ (credo).

Quello non è il risultato del limite: è stato omesso un $\lim_{n \to +\infty} $ davanti, per cui il risultato del limite è comunque $0$ come ti ha scritto tommik.
Per inciso noterei che non solo la serie proposta converge $\AA x \in \RR $, ma è anche piuttosto agevole determinarne la somma:

$ \sum_{n=1}^{+\infty} (x^(2n))/(n!) = \sum_{n=1}^{+\infty} ((x^2)^n)/(n!) = \sum_{n=0}^{+\infty} ((x^2)^n)/(n!) - 1 = e^{x^2} - 1 $
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