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Aufgabe:

Konvergenz von Reihen beweisen:

a) \( \sum \limits_{n=1}^{\infty} \frac{4}{(2 n+2)(2 n+1)} \)

b) \( \sum \limits_{n=1}^{\infty} \frac{n+18}{\sqrt{n^{2}+2 n}} \)

c) \( \sum \limits_{n=-\infty}^{0} \frac{3^{n}}{7 \cdot 2^{n-1}} \)

d) \( \sum \limits_{n=1}^{\infty} \frac{3^{2 n}}{(2 n) !} \)

e) \( \sum \limits_{n=13}^{\infty} \frac{8^{3 n}}{e^{n \cdot \ln (n)}} \)


Ansatz/Problem:

Ich muss diese 5 Reihen auf konvergenz untersuchen und bin mir bei einigen nicht sicher wie ich weiterrechnen bzw. ansetzen soll.

a) Hier hab ich ausmultipliziert und dann das Majorantenkriterium verwendet mit 1/n² als Majorante. Mein Ergebnis sollte an sich stimmen.

b) Hier hab ich keine Ahnung wie ich ansetzen soll. Vermutlich wieder Majoranten oder Minorantenkriterium verwenden. Würde mich hier über einen Lösungsweg freuen.

c) Hier hab ich zuerst 2^n-1 als 2^n /2 geschrieben und dann das 2/7 vor das summenzeichen gezogen damit ich nur noch 3^n / 2^n darstehn habe. Wie muss ich jetzt hier weiter amchen in der Präsenzübung wurde hier etwas von geometrischer reihe erwähnt, weiß aber nich wie ich die hier anwenden soll. Oder könnte man hier irgendwie das Wurzelkriterium anwenden, da man ja hoch n in zähler und nenner hat?

d)Hier hab ich einfach das Qotientkriterium angewendet und am ende dastehn 9/(2n+1) <1 → Konvergenz?

e) Hier hab ich den Nenner umgeschrieben zu n^n. Anschließend hab ich das Potengesetz benutzt und dastehn (8^3 /n)^n . Hier hab ich das Wurzelkriterium angewendet und dnan dastehn 8^3/n und für n gegen unendlich geht das gegen 0 <1 ->Die Reihe ist konvergent.

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Beste Antwort

a) ok

b) zum Bsp. Minorante \(\sum \frac{1}{n+2} \)

c) Tipp:

$$ \sum_{n = -\infty}^0 \frac{3^n}{2^n} = \sum_{n = 0}^{\infty} \frac{2^n}{3^n} $$

wobei die Notation mit unten n= -unendlich sehr komisch ist.

d) Aus dem Quot-Kriterium müsstest du eigentlich auf den Term \( \frac{9}{(2n+1)(2n+2)} \) kommen. Dieser geht gegen 0 für n gegen unendlich und die Reihe konvergiert somit. Ich hoffe deine Notation in der Lösung ist ausführlicher als das was du hier geschrieben hast.

e) ok

Gruß

Avatar von 23 k
zu d) Ist mir gerade aufgefallen,dass ich eine klammer einfach nicht gesetzt habe ,wordurch ich dann den Nenner falsch hatte. Habs jetzt nochmal gerechnet und komme genau auf dein ergebnis :) Habs natürlich ausführlich über mehrere Schritte bewisen :)

zu c) gut zu wissen, dass man das einfach umdrehn kann wusst ich noch nicht. Muss ich jetzt einfach die geometrische reihe anwenden? wenn ja dann komm ich auf 6/7 und das ist kleiner 1 -> Konvergenz

b) versuch ich jetzt mal mit deinem Ansatz

c) Ja das geht dadurch hervor das die Exponenten ja alle negativ sind und man eigentlich die Kehrwerte betrachtet.

Das mit der geometrischen Reihe ist auch richtig allerdings:
Der Wert der für die geometrische Reihe rauskommt ist tatsächlich der Wert der Summe und hat nix mit einem Kritierum zu tun das "<1" fordert. Du kannst die Summe nur berechnen weil du bereits weißt dass die Reihe konvergiert!!

die b) bereitet mir einige probleme bzw. eher  schritt bei denen ich mir nicht sicher bin. Bin folgendermaßen vorgegangen:
1.hab das n+18 im zähler durch 1 ersetzt wodurch ich dann 1 durch die wurzel erhalte was offensichtlich kleiner ist als das vorherige
2.hab nochmal abgeschätzt, indem ich im nenner unter der wurzel das n ausgeklammert habe und das ausgeklammerte n durch (n+2) ersetzt habe, sodass unter der wurzel (n+2)^2 nun steht.Anschließend  heben sich ja wurzel und ^2 auf sodass ich dann praktisch dastehn habe 1/(n+2).
Somit hab ich ein b welches kleiner ist als mein a und somit ist die Folge dann divergent

Ja sieht doch gut aus. Man hätte auch andere Minoranten finden können :).

Alternative: Man kann auch zeigen das die Reihe nicht konvergiert in dem man feststellt, dass die Folge

$$ a_n = \frac{n+18}{\sqrt{n^2+2n} } $$

gar keine Nullfolge ist ;)

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