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Aufgabe:

Berechne den Wert der Reihe \( \sum \limits_{n=0}^{\infty} n q^{n} \) für \( |q|<1 \) mit Hilfe des CauchyProdukts \( \left(\sum \limits_{n=0}^{\infty} q^{n}\right)^{2} \)

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Schau jeweils auch bei den ähnlichen Fragen rein. Hier z.B. https://www.mathelounge.de/193874/zeige-mit-hilfe-des-cauchy-produkts-von-reihen

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Hi,
das Cauchyprodukt besagt, dass für absolut konvergente Reihen \( a_n \) und \( b_n \) gilt
$$ \sum_{k=0}^\infty a_k \cdot \sum_{k=0}^\infty b_k = \sum_{n=0}^\infty \sum_{j=0}^n a_j \cdot b_{n-j} $$ Mit \( a_k =q^k \) folgt
$$ \left( \frac{1}{1-q} \right)^2 = \left( \sum_{n=0}^\infty q^k \right)^2 = \sum_{n=0}^\infty \sum_{j=0}^n q^j\cdot q^{n-j} = \sum_{n=0}^{\infty} (n+1)q^n = \sum_{n=0}^{\infty} nq^n + \frac{1}{1-q} $$
Daraus folgt die Behauptung, in dem man nach \(  \sum_{n=0}^{\infty} nq^n \) umstellt.

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