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Aufgabe:

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

zeigen sie, dass diese reihe konvergiert und bestimmen sie ihre summe

[hinweis : Führen Sie eine Partialbruchzerlegung durch.]


Problem/Ansatz:

Hi, kann mir jemand diese aufgabe lösen bekomme sie absolut nicht hin

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Ist Dir denn der Begriff "Partialbruchzerlegung" bekannt?

Gruß

ja ich kenne die Partialbruchzerlegung allerdings bekomme ich es nicht hin sie bei dieser aufgabe anzuwenden was warscheinlich daran liegt das ich echt nicht sonderlich gut darin bin.

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Aloha BigB :)

Wir führen zuerst eine Partialbruchzerlegung der Summenglieder durch:$$a_n=\frac{2}{n(n+1)(n+2)}=\frac{A}{n}+\frac{B}{n+1}+\frac{C}{n+2}$$Ich habe extra einen Zwischenschritt eingebaut, damit das Berechnungsprinzip klar wird, du kannst \(A\), \(B\) und \(C\) aber auch direkt als Zahlenwerte schreiben.$$A=\frac{2}{\cancel{n}(0+1)(0+2)}=\frac{2}{2}=1$$$$B=\frac{2}{(-1)\cancel{(n+1)}(-1+2)}=\frac{2}{-1}=-2$$$$C=\frac{2}{(-2)(-2+1)\cancel{(n+2)}}=\frac{2}{2}=1$$Also haben wir gefunden:$$a_n=\frac{2}{n(n+1)(n+2)}=\frac{1}{n}-\frac{2}{n+1}+\frac{1}{n+2}$$

Nach dieser Vorüberlegung wenden wir uns der Summe zu:

$$S_N\coloneqq\sum\limits_{n=1}^N a_n=\sum\limits_{n=1}^N\frac{1}{n}-2\sum\limits_{n=1}^N\frac{1}{n+1}+\sum\limits_{n=1}^N\frac{1}{n+2}=\sum\limits_{n=1}^N\frac{1}{n}-2\sum\limits_{n=2}^{N+1}\frac{1}{n}+\sum\limits_{n=3}^{N+2}\frac{1}{n}$$$$\phantom{S_N}=\left(\frac{1}{1}+\frac{1}{2}+\sum\limits_{n=3}^N\frac{1}{n}\right)-2\left(\frac{1}{2}+\sum\limits_{n=3}^{N}\frac{1}{n}+\frac{1}{N+1}\right)+\left(\sum\limits_{n=3}^{N}\frac{1}{n}+\frac{1}{N+1}+\frac{1}{N+2}\right)$$$$\phantom{S_N}=\frac{3}{2}-1-\frac{2}{N+1}+\frac{1}{N+1}+\frac{1}{N+2}=\frac{1}{2}-\frac{1}{N+1}+\frac{1}{N+2}$$

Damit haben wir den gesuchten Wert der Summe gefunden:$$S_\infty=\lim\limits_{N\to\infty}S_N=\frac{1}{2}$$

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